开放式经济型数控系统的PC/104解决方案

摘要

开放式结构体系是现代数控系统发展的趋势和方向,软件结构化、规范化设计是软件工程的要求.该文详细讨论了开放式结构体系思想和结构化方法.并从具体的市场需求出发,运用这些思想方法 ,构建了基于PC/104模块、带有远程服务功能的新型经济数控系统,达到了经济、小型、高功能的目标.为合理使用系统资源、提高系统性能,该文基于信息流分析的方法,结合现代计算机接口技术,详细描述了粗、精插补理论,推导了二次插补的实现公式,设计了应用线路.可编程电子技术的运用是开放化结构体系思想的要求和体现,该文在分析可编程器件特点的基础上,在各个功能模块中广泛运用这些技术.该文还介绍了远程服务应包含的内容,详细分析了基于公用电话网的数据传输过程,建立起了适合于经济型数控系统远程服务的数据传输系统.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章开放式数控系统结构体系及本文的立题

1.1开放体系结构的概念

1.2典型开放式控制器的规范

1.2.1美国的OMAC(Open Modular Architecture Controllers)

1.2.2日本的OSEC

1.2.3欧洲的OSACA

1.3开放式控制器的发展现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4数控系统开放体系结构的意义

1.5基于工控机(IPC)控制模式的开放式数控系统

1.6论文的立题

1.7本章小结

参考文献

2.1市场需求和设计要求

2.2明确控制系统的功能

2.3将控制系统的功能分解

2.4系统方案的设计

2.4.1单片机系统解决方案

2.4.2工业微机控制系统解决方案

2.4.3新方案的提出

2.5嵌入式计算机PC/104方案

2.5.1 PC/104总线的定义

2.5.2 PC/104模块在数控系统中应用的可行性分析

2.5.3可行性分析结论

2.6数控系统结构设计体现开放性思想

2.6.1系统I/O端口和存储空间的分配

2.6.2键盘输入和显示器输出

2.7数控系统结构体系框图

2.8方案选择后的工作

2.9本章小结

参考文献

第三章数控系统的软件设计及插补方法

3.1面向数据流的结构化方法

3.2开放式数控系统软件的可重构性分析

3.3数控车床软件系统功能的结构化分析

3.4参数管理的开放化设计

3.5软件粗插补算法

3.5.1直线插补时间分割法

3.5.2圆弧插补时间分割法

3.6以直线插补为例分析数据流的变换

3.7硬件精插补

3.7.1 8253工作原理

3.7.2 8253的工作方式

3.7.3硬件精插补实现过程

3.8本章小结

参考文献

第四章FPGA、CPLD在各功能模块中的典型应用

4.1 FPGA、CPLD的结构

4.2 CPLD、FPGA的设计流程

4.3用CPLD实现数控系统各功能模块寄存器地址选择

4.3.1 MAX+PlusⅡ介绍

4.3.2一般步骤

4.3.3数控系统各个功能模块译码的具体设计

4.4步进电机控制具体实现

4.4.1步进电机及其驱动原理简介

4.4.2驱动逻辑器件和逻辑

4.4.3驱动器原理和细分电流

4.5 CPLD和FPGA在数控系统中的其他应用

4.6本章小结

参考文献

第五章：在经济型数控系统实现远程服务

5.1远程服务的必要性分析

5.1.1远程服务包含的内容

5.1.2远程服务是用户的需要

5.1.3远程服务是制造商的需要

5.2远程服务系统组成

5.3基于公用电话网的数据传输系统

5.3.1数据传输系统的组成结构

5.3.2串行通信接口及其在本系统中的运用

5.3.3调制解调器在本系统中的功能实现

5.3.4异步串行通信芯片的编程

5.3.5主计算机端超级终端的使用

5.4本章小结

参考文献

6.1工作总结

6.2展望

附录1 PC/104总引引脚定义

附录2车库立体效果图

附录3车库排刀系统原理简介

作者在研究生阶段撰写和发表的论文

致谢