基于ARM设计的嵌入式数控系统方案

：直线插补、圆弧插补、连续插补和位模式插补。

对于直线和圆弧，SM5004有自己的插补算法，只要提供终点坐标、速度等插补所需的参数，SM5004就能自动完成插补。

位模式插补是把高位CPU计算的插补数据以数据包的方式接收后，以指定的驱动速度连续输出插补脉冲。位模式插补的原理是在每个寄存器上2轴或3轴的+／一方向驱动脉冲设定为1位1脉冲，输出驱动脉冲时设定为1，不输出脉冲时设定为0。位模式插补提供了一种灵活的插补机制，用户可以自己编写直线、圆弧、样条曲线、函数曲线等各种曲线的插补算法。程序使用数字积分的方法实现了直线和二次曲线的插补。数字积分插补(又称DDA插补)的原理如图5所示。通过将积分区间[a，b]分割成足够小的区间△f，将函数y=f（t)的积分运算变为变量的求和运算，即

数字运算时，At一般取最小单位“1”，即一个脉冲当量，则：数字积分法插补器的关键部件是累加器和被积函数寄存器，每一个坐标方向就需要一个累加器和一个被积函数寄存器。一般情况下，插补开始前，累加器清零，被积函数寄存器分别寄存X和Y ；插补开始后，每来一个累加脉冲△￡，被积函数寄存器里的内容在相应的累加器中相加一次，相加后的溢出作为驱动相应坐标轴的进给脉冲Ax(或Ay)，而余数仍寄存在累加器中；当脉冲源发出的累加脉冲数m恰好等于被积函数寄存器的容量2 时，溢出的脉冲数等于以脉冲当量为最小单位的终点坐标，刀具运行到终点。数字积分法插补第1象限直线的程序流程图如图6所示，插补轨迹如图7所示。

4 结束语

ARM 结合FPGA 运动控制芯片的方式，既能发挥ARM 运算速度快、硬件资源丰富的优势，又能利用FPGA出色的运动控制功能。相比与传统的纯ARM 控制的数控系统，在实时性、控制精度等方面更具优势，是未来嵌入式数控系统的一个发展方向。