基于A(yíng)RM和CPLD的開(kāi)放式數控系統設計

通過(guò)40 MHz時(shí)鐘分頻，CPLD內部產(chǎn)生125 Hz(周期8 ms)的脈沖序列。當接收到啟動(dòng)指令時(shí)，CPLD將該脈沖序列發(fā)送到ARM作為中斷信號。ARM的中斷觸發(fā)模式為沿觸發(fā)，上升沿為有效中斷請求。ARM接收到中斷請求后，向CPLD傳送數據。CPLD內部建立2個(gè)數據緩沖區，設置標志FLAG。當FLAG為0時(shí)，CPLD將ARM傳送的數據寫(xiě)入緩沖區1，讀取緩沖區2的數據進(jìn)行計算輸出；當FLAG為1時(shí)則反之。設定2個(gè)數據緩沖區可以保證數據讀寫(xiě)的準確性和運動(dòng)控制的連續性。CPLD接收到結束指令后，不再向ARM發(fā)送中斷信號，整個(gè)系統的中斷控制停止。
3 實(shí)驗
本系統已經(jīng)運用于激光沉積焊接機，并成功進(jìn)行了實(shí)物加工。圖5是該系統的激光焊接圖。該焊接軌跡由
正方形和圓形組成。在操作系統ISR中寫(xiě)入檢測程序，記錄中斷情況。在實(shí)驗中，所有中斷信號均被正確處理，hMotor事件狀態(tài)切換正常，沒(méi)有丟失中斷和事件的情況，即應用程序與操作系統、ARM與CPLD的通信狀態(tài)良好。該系統的中斷控制能保證系統實(shí)時(shí)性，直線(xiàn)加工和圓弧加工均能很好地滿(mǎn)足加工精度。

本系統充分利用了Windows CE的良好實(shí)時(shí)性、ARM的管理能力和CPLD的邏輯計算能力，硬件組成簡(jiǎn)單，軟件開(kāi)發(fā)方便，具有開(kāi)放性強、實(shí)時(shí)性好、穩定性高、人機交互友好和性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足高速度和高精度的加工要求。本系統設計方案已實(shí)際運用于激光沉積焊接數控系統中，運行狀態(tài)良好，加工精度較高。本系統可運用于各種機床數控系統，具有廣泛使用價(jià)值。