CNC齿轮测量中心集成控制器的研制

摘要

CNC齿轮测量中心控制器是齿轮测量中心的核心，控制器功能和性能的技术水平决定了整个齿轮测量中心的技术水平。随着齿轮测量中心技术的不断发展，也要求其控制器不断升级和发展。因此研制一种新型的集成控制器对齿轮测量中心发展具有重要意义。
　　本课题研制了一种总线独立于计算机总线系统之外的、功能增强的、与计算机以太网通信的专用集成控制器。其具有集成度高、对上位机依赖低、实现网络化、具有智能性、方便二次开发、与上位机测量应用程序接口兼容、与原来的硬件接口兼容等特点。
　　本课题的主要工作包括硬件和软件两部分。在硬件部分主要研究了控制器集成度的提高和总线升级优化。使用高性能的集成芯片FPGA提高了集成度，并优化了各个模块之间总线;在软件部分采用嵌入式处理器ARM9为软件控制核心。上下位机功能进行了重新分配，使原来以计算机为控制中心的系统变成了以控制器为中心的系统。测量控制的核心下移到控制器中，该控制器实现了对硬件进行独立操作，对测量过程中的状态进行判断分析，完成后将测量结果报告给上位机，减少了通信次数。由于底层开发工作量很大，本课题为后续软件开发提高了底层软件开发平台。
　　本课题完成了控制器硬件和软件的设计，并进行了通信实验验证，实现了硬件集成软件结构设计思想。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题来源及背景

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究目的和意义

1．4 课题主要研究的内容

1．4．1 课题主要内容

1．4．2 论文内容结构介绍

2 系统要求及总体设计

2．1 系统要求

2．1．1 硬件功能要求

2．1．2 软件功能要求

2．1．3 总体性能要求

2．2 总体结构方案设计

2．3 研制步骤

3 硬件设计

3．1 硬件总体设计

3．2 各个模块在FPGA中集成

3．2．1 FPGA芯片引脚分配

3．2．2 各模块在FPGA中的结构

3．2．3 FPGA中总线结构的优化

3．3 各个模块的接口电路设计

3．3．1 A／D测头接口电路

3．3．2 位置光栅接口电路

3．3．3 电机驱动接口电路

3．3．4 开关量接口电路

3．4 本章小结

4．1 软件总体设计

4．2 底层软件开发平台搭建

4．2．1 底层软件开发平台功能要求

4．2．2 底层软件开发平台结构组成

4．2．3 上下位机软件交互过程

4．2．4 底层函数开发流程．

4．3 已开发底层软件说明

4．4 本章小结

5 实验结果与测试分析

5．1 控制器调试过程及实验测试方式

5．2 在诊断程序上测试控制器

5．2．1 基于CAMAC总线和PCI插槽与上位通信的实验

5．2．2 基于CAMAC总线和以太网与上位机通信的实验

5．2．3 基于以太网和上位通信的实验

5．3 在CNC齿轮测量中心上测试控制器

5．4 实验结果总体分析

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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