| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 运动控制技术 | 第11-12页 |
| 1.1.1 定义及其作用 | 第11页 |
| 1.1.2 现状及发展趋势 | 第11-12页 |
| 1.2 嵌入式系统 | 第12-13页 |
| 1.2.1 嵌入式系统的定义和特点 | 第12-13页 |
| 1.2.2 嵌入式Linux操作系统特点 | 第13页 |
| 1.3 课题概况 | 第13-14页 |
| 1.3.1 课题的提出 | 第13页 |
| 1.3.2 课题研究意义及目的 | 第13-14页 |
| 1.3.3 课题主要研究内容及创新点 | 第14页 |
| 1.4 论文组织结构 | 第14-15页 |
| 1.5 本章小结 | 第15-17页 |
| 2 运动控制器系统总体设计 | 第17-25页 |
| 2.1 系统要求 | 第17页 |
| 2.1.1 功能要求 | 第17页 |
| 2.1.2 性能要求 | 第17页 |
| 2.2 ARM和FPGA主要完成功能 | 第17-18页 |
| 2.2.1 ARM主要功能 | 第17页 |
| 2.2.2 FPGA主要功能 | 第17-18页 |
| 2.3 系统总体结构和工作原理 | 第18-19页 |
| 2.4 系统主要器件选型 | 第19-21页 |
| 2.4.1 芯片选择参考因素 | 第19页 |
| 2.4.2 ARM芯片选型 | 第19-20页 |
| 2.4.3 FPGA芯片选型 | 第20-21页 |
| 2.5 位置反馈传感器工作原理 | 第21-22页 |
| 2.6 电机驱动器工作原理 | 第22-23页 |
| 2.7 本章小结 | 第23-25页 |
| 3 系统硬件设计 | 第25-35页 |
| 3.1 系统硬件总体设计 | 第25-27页 |
| 3.1.1 系统硬件总体设计原则 | 第25页 |
| 3.1.2 系统硬件总体设计方案 | 第25-27页 |
| 3.2 通信方案选择 | 第27-28页 |
| 3.2.1 控制器与PC端的通信方案 | 第27页 |
| 3.2.2 ARM与FPGA通信 | 第27-28页 |
| 3.3 供电电源设计 | 第28-29页 |
| 3.3.1 ARM电源模块设计 | 第28-29页 |
| 3.3.2 FPGA电源模块设计 | 第29页 |
| 3.4 ARM硬件电路设计 | 第29-32页 |
| 3.4.1 ARM存储与系统运行模块 | 第29-31页 |
| 3.4.2 ARM时钟电路 | 第31-32页 |
| 3.5 FPGA硬件电路设计 | 第32-34页 |
| 3.5.1 FPGA调试与配置电路 | 第32页 |
| 3.5.2 EEPROM模块 | 第32-33页 |
| 3.5.3 复位与时钟电路 | 第33页 |
| 3.5.4 电机驱动器信号升压电路设计 | 第33页 |
| 3.5.5 光电编码器反馈信号处理电路设计 | 第33-34页 |
| 3.5.6 限位开关信号处理电路设计 | 第34页 |
| 3.6 本章小结 | 第34-35页 |
| 4 系统软件设计 | 第35-52页 |
| 4.1 Linux内核的移植 | 第35-42页 |
| 4.1.1 Bootloader引导系统移植 | 第35-38页 |
| 4.1.2 文件系统移植 | 第38页 |
| 4.1.3 Linux内核在ARM系统上的移植 | 第38-41页 |
| 4.1.4 Linux内核启动检测 | 第41-42页 |
| 4.2 系统应用软件设计 | 第42-47页 |
| 4.2.1 ARM软件系统设计 | 第42页 |
| 4.2.2 启动应用软件初始化程序配置 | 第42-43页 |
| 4.2.3 初始化系统定时器 | 第43页 |
| 4.2.4 FPGA外部中断处理子程序 | 第43-44页 |
| 4.2.5 FPGA通信子程序设计 | 第44-45页 |
| 4.2.6 上位机指令解析子程序设计 | 第45-46页 |
| 4.2.7 FPGA信息反馈解析子程序设计 | 第46页 |
| 4.2.8 各轴运行状态控制子程序设计 | 第46-47页 |
| 4.3 系统接口驱动程序设计 | 第47-50页 |
| 4.3.1 串口驱动程序设计 | 第47-49页 |
| 4.3.2 DM9000驱动移植 | 第49-50页 |
| 4.4 本章小结 | 第50-52页 |
| 5 FPGA逻辑设计 | 第52-70页 |
| 5.1 FPGA各轴运行控制逻辑设计 | 第52-53页 |
| 5.2 FPGA与ARM通信寄存器配置逻辑设计 | 第53页 |
| 5.3 插补算法逻辑实现 | 第53-59页 |
| 5.3.1 直线插补算法 | 第54-56页 |
| 5.3.2 圆弧插补算法 | 第56-57页 |
| 5.3.3 插补算法仿真 | 第57-59页 |
| 5.4 运动控制逻辑中心 | 第59-60页 |
| 5.5 位置控制模块逻辑设计 | 第60-62页 |
| 5.6 速度控制模块逻辑设计 | 第62-64页 |
| 5.7 脉冲输出模块逻辑设计 | 第64-65页 |
| 5.7.1 脉冲产生模块逻辑设计 | 第64页 |
| 5.7.2 计数以及定位控制逻辑设计 | 第64-65页 |
| 5.7.3 脉冲产生及速度控制逻辑仿真 | 第65页 |
| 5.8 光电编码器反馈信息的处理 | 第65-67页 |
| 5.8.1 信号数字滤波器设计 | 第65-66页 |
| 5.8.2 四细分及辨向逻辑设计 | 第66-67页 |
| 5.8.3 光电编码器反馈信号四细分及辨向逻辑模块仿真 | 第67页 |
| 5.9 中断处理 | 第67页 |
| 5.10 本章小结 | 第67-70页 |
| 6 运动控制器的性能测试 | 第70-74页 |
| 6.1 上位机软件介绍 | 第70-71页 |
| 6.2 运动控制器性能测试 | 第71-73页 |
| 6.2.1 系统测试结构设计与选型 | 第71-73页 |
| 6.2.2 单轴指令运行测试 | 第73页 |
| 6.2.3 多轴指令运行测试 | 第73页 |
| 6.3 本章小结 | 第73-74页 |
| 7 总结与前景展望 | 第74-77页 |
| 7.1 总结 | 第74页 |
| 7.2 前景展望 | 第74-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 作者攻读学位期间发表论文清单 | 第81-83页 |
| 致谢 | 第83页 |