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毕业设计 数控系统的伺服控制机理及功能开发研究,共71页,36982字。
摘 要
伺服型数控系统是制造自动化中最重要的部件之一。本文介绍了一种基于专用运动控制芯片和32位MCU及实时操作系统的嵌入式伺服型数控系统的设计方案。
本文首先简要介绍了数控系统和实时操作系统的发展状况及趋势，并指出了当前产品的一些不足，提出了本设计的主要研究内容。然后，论文详细介绍了基于MCX314运动控制芯片和MC68332单片机的伺服型数控系统的硬件设计。最后，文章重点介绍了嵌入式实时操作系统——进步操作系统的具体实现，并提出了基于进步操作系统的数控系统的整体软件架构，从而得到了一种伺服型数控系统的解决方案。
关键词：数控系统；伺服控制；嵌入式系统；实时操作系统；MCX314
目 录
第一章 绪论………………………………………………1
1.1前言…………………………………………………………1
1.2文献综述……………………………………………………1
1.2.1数控系统硬件发展概述………………………………2
1.2.2嵌入式实时操作系统概述……………………………3
1.3课题的意义…………………………………………………5
第二章 伺服型数控系统的硬件设计……………………6
2.1伺服型数控系统基本原理…………………………………6
2.2运动控制芯片MCX314简介………………………………7
2.2.1运动控制芯片MCX314的特点…………………………7
2.2.2运动控制芯片MCX314功能简介………………………7
2.3基于MC68332数控系统的主板功能………………………9
2.4主控单元与运动控制单元的硬件接口设计………………10
2.4.1硬件接口原理…………………………………………10
2.4.2 MC68332与MCX314的时序配合设计………………11
2.5 MCX314的驱动系统设计…………………………………14
2.5.1 MCX314与驱动系统的总体连接……………………14
2.5.2 MCX314与通用输入信号的连接……………………14
2.5.3 MCX314与通用输出信号的连接……………………15
2.5.4 MCX314与驱动器脉冲输出信号的连接……………16
2.5.5 MCX314与编码器输入信号的连接…………………16

2.6 小结………………………………………………………17
第三章 进步操作系统的设计…………………………18
3.1进步嵌入式实时操作系统的产生背景……………………18
3.1.1嵌入式实时操作系统现状……………………………18
3.1.2对于嵌入式实时操作系统的构想……………………19
3.1.3数控系统中的实时操作系统…………………………20
3.1.4 进步操作系统的特点………………………………20
3.2 进步操作系统中的相关概念…………………………21
3.2.1任务……………………………………………………21
3.2.2任务函数………………………………………………21
3.2.3任务堆栈………………………………………………22
3.2.4任务控制块……………………………………………22
3.2.5任务的生活状态………………………………………22
3.2.6任务的优先级…………………………………………22
3.2.7优先级表………………………………………………22
3.2.8任务调度………………………………………………22
3.2.9任务切换………………………………………………23
3.2.10上下文切换…………………………………………23
3.2.11抢占式任务调度……………………………………23
3.2.12可重入函数和非可重入函数………………………24
3.2.13中断处理……………………………………………24
3.2.14临界段………………………………………………25
3.2.15事件…………………………………………………25
3.2.16事件控制块…………………………………………25
3.2.17信号量………………………………………………25
3.2.18消息邮箱……………………………………………26
3.2.19消息队列……………………………………………26
3.2.20标志…………………………………………………26
3.2.21时间管理……………………………………………27
3.3进步操作系统的实现……………………………………27
3.3.1系统内核、任务和中断服务程序的关系……………27
3.3.2用户需要做的工作……………………………………29
3.3.3操作系统的底层操作…………………………………32
3.3.4操作系统功能的实现…………………………………34
3.4基于进步操作系统的数控系统软件架构…………………40
3.5小结…………………………………………………………41
参考文献……………………………………………………42
外文资料……………………………………………………43
中文译文……………………………………………………50
致谢…………………………………………………………59