基于ARM和CPLD的開放式數控系統(tǒng)設計

通過40 MHz時鐘分頻，CPLD內部產生125 Hz(周期8 ms)的脈沖序列。當接收到啟動指令時，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個數據緩沖區(qū)，設置標志FLAG。當FLAG為0時，CPLD將ARM傳送的數據寫入緩沖區(qū)1，讀取緩沖區(qū)2的數據進行計算輸出；當FLAG為1時則反之。設定2個數據緩沖區(qū)可以保證數據讀寫的準確性和運動控制的連續(xù)性。CPLD接收到結束指令后，不再向ARM發(fā)送中斷信號，整個系統(tǒng)的中斷控制停止。
3 實驗
本系統(tǒng)已經運用于激光沉積焊接機，并成功進行了實物加工。圖5是該系統(tǒng)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(tǒng)ISR中寫入檢測程序，記錄中斷情況。在實驗中，所有中斷信號均被正確處理，hMotor事件狀態(tài)切換正常，沒有丟失中斷和事件的情況，即應用程序與操作系統(tǒng)、ARM與CPLD的通信狀態(tài)良好。該系統(tǒng)的中斷控制能保證系統(tǒng)實時性，直線加工和圓弧加工均能很好地滿足加工精度。

本系統(tǒng)充分利用了Windows CE的良好實時性、ARM的管理能力和CPLD的邏輯計算能力，硬件組成簡單，軟件開發(fā)方便，具有開放性強、實時性好、穩(wěn)定性高、人機交互友好和性價比高等優(yōu)點，可滿足高速度和高精度的加工要求。本系統(tǒng)設計方案已實際運用于激光沉積焊接數控系統(tǒng)中，運行狀態(tài)良好，加工精度較高。本系統(tǒng)可運用于各種機床數控系統(tǒng)，具有廣泛使用價值。