畢業(yè)論文－基于arm和fpga的數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

《畢業(yè)論文－基于arm和fpga的數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、學(xué)位論文畢業(yè)論文基于ARM和FPGA的數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)目錄第一章緒論51.1引言51.2研究背景及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀61.2.1研究背景61.2.2國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r71.2.3國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀71.3本論文課題來(lái)源和研究?jī)?nèi)容81.3.1課題來(lái)源81.3.2研究?jī)?nèi)容81.4論文結(jié)構(gòu)安排8第二章體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)102.1數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)102.2技術(shù)要求102.2.1主要性能指標(biāo)102.2.2系統(tǒng)輸入輸出接口要求1269學(xué)位論文2.2.3精度指標(biāo)132.2.4其他要求142.3總體結(jié)構(gòu)分析142.4軟硬件功能劃分162.4.1軟硬件功能劃分的原則162.4.2軟硬件功能劃分

2、的具體實(shí)現(xiàn)182.5硬件系統(tǒng)劃分192.6板級(jí)功能劃分212.6.1CPU子系統(tǒng)212.6.2FPGA子系統(tǒng)212.6.3DA轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)222.6.4信號(hào)隔離與轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)222.6.4電源子系統(tǒng)232.7芯片級(jí)功能劃分232.7.1總線接口模塊232.7.2復(fù)位控制模塊232.7.3中斷控制模塊242.7.4定時(shí)器模塊242.7.5鍵盤(pán)掃描模塊242.7.6編碼器計(jì)數(shù)器模塊242.7.7驅(qū)動(dòng)器控制模塊242.7.8IO控制模塊25第三章板級(jí)硬件設(shè)計(jì)263.1板級(jí)設(shè)計(jì)的原則263.1.1模塊化設(shè)計(jì)263.1.2盡量基于成熟的設(shè)計(jì)263.1.3可重構(gòu)原則263

3、.1.4兼容性原則273.2性能分析與初步設(shè)計(jì)2769學(xué)位論文3.2.1CPU計(jì)算能力273.2.2實(shí)時(shí)性283.2.3存儲(chǔ)能力293.2.4FPGA的選擇和IO擴(kuò)展能力293.2.5實(shí)現(xiàn)方案303.3CPU子系統(tǒng)303.3.1ARM子系統(tǒng)303.3.2存儲(chǔ)器子系統(tǒng)323.3.3通信接口323.4LCD接口323.5FPGA子系統(tǒng)333.5.1配置電路和下載接口333.5.2并行接口343.6DA轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)343.6.1隔離343.6.2轉(zhuǎn)換343.6.3放大353.7信號(hào)隔離與轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)353.8電源子系統(tǒng)37第四章芯片級(jí)硬件設(shè)計(jì)384.1FPGA介紹3

4、84.2FPGA的開(kāi)發(fā)384.2.1HDL語(yǔ)言384.2.2開(kāi)發(fā)流程與EDA軟件394.3ACEX系列FPGA404.4功能實(shí)現(xiàn)414.4.1總線接口模塊414.4.2復(fù)位控制模塊424.4.3中斷控制模塊4269學(xué)位論文4.4.4定時(shí)器模塊444.4.5鍵盤(pán)掃描模塊464.4.6計(jì)數(shù)器模塊474.4.7驅(qū)動(dòng)器控制模塊484.4.8IO控制模塊494.5HDL編寫(xiě)注意事項(xiàng)494.5.1HDL的可綜合性494.5.2硬件思想504.5.3良好的編碼風(fēng)格504.6設(shè)計(jì)要點(diǎn)514.6.1同步設(shè)計(jì)和異步設(shè)計(jì)514.6.2與異步器件的接口問(wèn)題514.6.3面積與速度

5、52第五章軟件接口設(shè)計(jì)535.1uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)535.2引導(dǎo)結(jié)構(gòu)545.3硬件檢測(cè)系統(tǒng)545.4數(shù)控系統(tǒng)程序接口555.4.1FPGA接口555.4.2電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制57第六章硬件系統(tǒng)調(diào)試586.1CPU子系統(tǒng)586.2.1ARM的基本調(diào)試接口JTAG586.2.2程序的下載與NORFLASH的燒寫(xiě)596.2.3ARM系統(tǒng)的調(diào)試步驟606.2LCD接口606.3FPGA子系統(tǒng)616.3.1基本電路616.3.2驅(qū)動(dòng)器控制模塊6169學(xué)位論文6.4DA轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)61第七章軟硬件聯(lián)調(diào)和機(jī)床加工試驗(yàn)627.1IO控制試驗(yàn)627.2DA輸出試驗(yàn)627.

6、3編碼器讀取試驗(yàn)627.4電機(jī)控制試驗(yàn)627.4.1位置精度試驗(yàn)627.4.2轉(zhuǎn)速平穩(wěn)性試驗(yàn)637.4.3最大速度試驗(yàn)637.5加工軌跡圖畫(huà)圖試驗(yàn)637.6實(shí)際工件加工試驗(yàn)637.7系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)64結(jié)束語(yǔ)65參考文獻(xiàn)66攻讀碩士期間論文發(fā)表情況67攻讀碩士期間科研與獲獎(jiǎng)情況67致謝6869學(xué)位論文第一章緒論1.1引言近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)中也普遍開(kāi)始使用。在這些數(shù)控機(jī)床中，除少量機(jī)床以FMS模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。20

7、01年，我國(guó)機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5名，機(jī)床消費(fèi)額在世界排名上升到第3位，達(dá)47.39億美元，僅次于美國(guó)的53.67億美元，消費(fèi)額比上一年增長(zhǎng)25%。但由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿足市場(chǎng)的需求，使我國(guó)機(jī)床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢(shì)，2001年進(jìn)口機(jī)床躍升至世界第2位，達(dá)24.06億美元，比上年增長(zhǎng)27.3%。近年來(lái)我國(guó)出口額增幅較大的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。出口的數(shù)控機(jī)床品種以中低檔為主。據(jù)專家分析預(yù)測(cè)：1、數(shù)控機(jī)床推廣應(yīng)用逐步由經(jīng)

8、濟(jì)型為主向普及型為主轉(zhuǎn)變。據(jù)預(yù)測(cè)分析，到2005年我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率