微型嵌入式开放式数控系统

摘要

该文根据开放型数控系统的理论,对开放型控制系统进行探讨,并设计开发了微型实时嵌入式开放型数控系统.在系统硬件上,采用以51微控制器(78E58单片机)作为硬件的控制核心,并且扩展了外部RAM、并行端口和键盘/显示单元.嵌入式系统的控制软件使用了嵌入式实时操作系统μ C/OS-Ⅱ,进行开放型数控系统的开发,采用C51、51汇编语言设计.将μ C/OS-Ⅱ移植到51微控制器上之后,开发了多个任务,实现键盘响应、7段LED数码管显示以及数控系统的基本功能等.嵌入式系统主要实现键盘响应以及强实时信号的处理.系统根据键盘输入的信息和指令,实现相应的功能.最终将处理结果以控制脉冲形式输出给伺服系统,以控制步进电机的进给,达到模拟数控机床加工的目的.整个系统操作简单,处理结果正确.系统软件结构采用模块化的思想,可根据功能需求进行剪裁,符合开放型数控的开放性要求.同时,将嵌入式实时操作系统引入到开放型数控系统开发当中,对开放型数控系统的研究和发展具有创新和现实推动意义.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1-1 CNC系统

一、数控系统发展简史及其组成

二、CNC系统的发展方向

三、CNC的硬件

四、CNC的软件

§1-2开放式数控

一、开放式数控系统发展现状

二、开放式数控系统开发的基本指导思想

三、开放式数控发展面临的课题

四、我国发展开放式数控的现实意义

§1-3实时操作系统

一、发展现状

二、实时操作系统体系结构

三、实时操作系统关键技术指标

四、μ C/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统简介

§1-4嵌入式系统

一、嵌入式系统的分类

二、嵌入式系统的设计准则和开发方法

第二章微型嵌入式开放式数控系统介绍

§2-1嵌入式系统总体介绍

§2-2主要芯片功能和命令介绍

一、8279功能与命令介绍

二、8255功能与命令介绍

§2-3机床模型

第三章系统硬件开发

§3-1系统扩展和芯片地址分配方法与实现

§3-2系统扩展接口的实现

一、键盘和数码管显示电路

二、8255并行输入/输出单元

三、RS232异步串行通讯

四、复位电路

§3-3硬件开发中需要注意的问题

一、抗干扰措施

二、PCB设计、布线原则

第四章系统软件开发

§4-1 μ C/OS-Ⅱ在MCS-51上的移植

§4-2使用μ C/OS-Ⅱ开发系统功能软件模块

一、系统初始化流程

二、系统执行流程

§4-3系统软件功能模块实现

一、外部中断1的原理与实现

二、译码原理及任务流程

三、软件插补的任务流程和插补算法

第五章编译环境和调试过程

§5-1单片机C语言程序的编译环境

§5-2单片机软/硬件调试

一、软件模块调试步骤

二、软件模块调试方法

三、硬件调试

第六章结果和后续开发

§6-1演示及结果

§6-2存在的问题及解决方案

参考文献

致谢

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