1、基于“PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)已發(fā)展成為當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的主流，該數(shù)控系統(tǒng)一般采用主從式控制策略，PC與運(yùn)動(dòng)控制卡之間通過(guò)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行通訊。采用該結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)具有價(jià)格低廉、精度高、易于擴(kuò)展升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代制造業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
　　 本文設(shè)計(jì)了一款采用PCI總線的，基于32位的以ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103微處理器為核心的多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，以此控制卡與PC機(jī)為平臺(tái)所建構(gòu)

2、的數(shù)控系統(tǒng)，將開放式體系的特點(diǎn)、PC機(jī)的信息處理能力與運(yùn)動(dòng)控制卡的運(yùn)動(dòng)軌跡控制能力有機(jī)地融合在一起。利用PC機(jī)的CPU來(lái)處理人機(jī)界面、發(fā)送指令和進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等系統(tǒng)管理工作，卡上專用的ARM處理器則進(jìn)行所有運(yùn)動(dòng)控制的細(xì)節(jié)處理，這樣無(wú)需占用PC機(jī)資源，能更快、更有效地解決復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題，同時(shí)，PC機(jī)提供了標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口，使數(shù)控系統(tǒng)的移植和互換操作變得很方便。
　　 本文完成了通用型多軸伺服控制卡軟硬件的開發(fā)。硬件設(shè)計(jì)上采用了P

3、CI+EPLD+ARM為主要硬件設(shè)備，PCI總線有很高的傳輸速率，更好的實(shí)時(shí)性，使外設(shè)部件互連，為中央處理器及高速外圍設(shè)備提供一座橋梁;EPLD的采用減少了系統(tǒng)硬件復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的可靠性。便于系統(tǒng)的升級(jí)改造;而ARM為開發(fā)者提供了一個(gè)高性能低成本、成熟、快速開發(fā)的良好方式。設(shè)計(jì)上采用模塊化設(shè)計(jì)思想，完成了STM32最小系統(tǒng)硬件電路、PCI數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展電路、信號(hào)檢測(cè)與處理電路等硬件電路的設(shè)計(jì)。
　　 軟件設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上采用集散

4、式多級(jí)處理方式，按照上、下位機(jī)來(lái)劃分實(shí)現(xiàn)功能，并以開放式設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，使整個(gè)系統(tǒng)有很大的可擴(kuò)性和二次開發(fā)能力;利用ARM實(shí)時(shí)性好、有多種中斷的優(yōu)點(diǎn)，及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)一些信號(hào)，如能對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的限位、緊急斷電等，進(jìn)行檢測(cè)與處理，提高了系統(tǒng)的可靠性。本文介紹了了內(nèi)存讀寫、上下位機(jī)通信、中斷處理、伺服閉環(huán)控制以及插補(bǔ)控制等的軟件程序設(shè)計(jì)。同時(shí)，為體現(xiàn)開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，充分利用PC機(jī)資源，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)人機(jī)交互友好、操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控