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基于ARM和DSP的數(shù)控系統(tǒng)研究

資 源 簡 介

機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備,它可以模擬人手臂的部分動作,按預(yù)定的程序、軌跡和要求,實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面,起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng),它的特點是高度自動化,響應(yīng)速度快等,非常適合于要求實時的和多任務(wù)的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求,研究設(shè)計了一種基于ARM和DSP的機械手?jǐn)?shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器,具有運行速度快、功耗低、程序設(shè)計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點,但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件,能夠?qū)崟r快速的完成控制算法運算,由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右,不適合高速輸入輸出;FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù),時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現(xiàn)各種接口的邏輯時序,豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進(jìn)行移植,擴展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,從而提升了其性價比,通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機結(jié)合,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,使系統(tǒng)具有程序設(shè)計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點,既滿足高速機械手自動控制的要求,同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明,基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、合理,同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設(shè)計相比,能大量地減輕研發(fā)任務(wù),提高發(fā)速度,能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。

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