【作者】 范文鹏；

【导师】 邬义杰；

【作者基本信息】 浙江大学 ， 机械制造及其自动化， 2004， 硕士

【摘要】 本文在分析国内外开放式数控系统及其运动控制器的发展现状和趋势基础上，采用新型微处理器和集成电路来设计开放式数控系统的运动控制器。在系统硬件电路的开发中，突破了RS232串行通信标准的限制，实现了高速串行通信；采用了可编程集成电路来控制的脉冲分频输出，节省了CPU的资源；并设计了信号转换电路和系统抗干扰电路。在系统软件开发中，我们大胆地将Windows系统的消息驱动思想运用于单片机程序的开发中，实现了系统软件的模块化设计。本项目的开展，对开放式数控系统的运动控制器做出了有益探索。 第一章首先介绍了数控技术的发展趋势，研究了开放式数控系统的概念及通用模型，在此基础上介绍了几种常见的开放式数控系统体系结构，提出数控系统的开放方式，最后给出本文的研究内容和结构安排。 第二章对项目任务进行分析，确定了设计原则。通过对步进电机运动控制器开发所涉及到的关键技术的分析、研究、比较和论证，确定了系统开发所采用的技术实施方案。最后根据项目任务、设计原则、技术实施方案，提出了步进电机运动控制器的总体结构，并简要介绍了系统中主要模块的作用。 第三章主要围绕系统硬件部分的开发进行阐述，重点对运动控制器的脉冲分频电路、RS-232通信接口电路、数模(D／A)转换电路、V／I转换电路、开关信号输入电路、系统抗干扰电路等进行设计和分析。 第四章主要介绍系统的软件设计，将Windows软件编程的消息驱动思想应用于单片机程序开发。详细阐述了消息驱动的基本原理，然后根据该思想设计出系统软件。提出了系统控制软件的总体架构，对其中的自动加工、手动加工和高速串行通信的实现进行了详细介绍，研究了软件抗干扰技术。 第五章主要介绍项目开发所得步进电机控制器的系统结构和功能模块配置，并给出系统测试内容和测试结果。 第六章对全文工作进行总结和展望。更多还原

【Abstract】 Base on the analyzing the development status and trend of Open-architecture NC system and its motion controller, this article uses new MCU and IC to design the motion controller of Open-architecture NC system which is based on PC. In the course of the hardware designing, we break the limits of RS232 standard, achieve the goal of high speed serial communication. The pulse is programmable so CPU have more time to do other jobs. We also scheme out the signal conversion circuit and the new system anti-interference circuit. We modularize the softerware with the message drive programming idea that usually applies in Windows programming.Chapter one: Firstly, summarizes the development status of NC techenology. Then bring up the conception of Open-architecture NC system and its general module. By introducing some familiar architecture. Finally, the content and configuration arrangement of this dissertation was gived.Chapter two: Confirms the designing principle through analyzing the assignment of this item; then studying, analyzing, comparing the pivotal technology of motion controller and Ascertaining the technology actualization scheme of system designing;Chapter three: design the hardware system of motion controller, lays stress on analyzing the pulse output circuit, serial communication interface circuit, D/A conversion circuit, V/I conversion circuit, swich input circuit and the anti-interference circuit.Chapter four: confirm the general architecture of software. Detailedly expounds the basic theory of the message drive. Discusse the module of auto process and the high speed serial communication in detail.Chapter five: introduces the structure and functional module arranging of the motion controller, and gives the process and result of system test.Chapter six: summarizes the work of this dissertation and puts forward the future research work.更多还原