机械设计及其自动化专业 基于stm32的多轴控制器的设计

摘要第一章 绪 论1.1 本课题的研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 本文的主要研究内容第二章 基于 STM32 的多轴控制器的整体设计2.1 嵌入式多轴控制器的需求分析及整体框架2.2 多轴控制器的数控软件层的设计方案2.3 基于 STM32 的嵌入式系统的设计方案2.4 上位机软件的设计2.5 本章小结第三章 多轴控制器的数控软件设计3.1 插补控制器的 G 代码译码为了实现控制器可以适应目前工程人员常用的机床编译语言，本多轴控制器同样兼容 G 代码编程。由于 STM32 单片机采用的编程是高级计算机编程语言，二者不可兼容，所及，这里需要进行 G 代码语言的转译工作。译码模块的程序运行由嵌入式单片机作为下位机进行，单片机通过串口接收到上位机发送过来的 G 代码之后，将其带入译码函数，译码函数的工作过程可以概括如下：单片机逐行从 G 代码的缓冲存储区中读取 G 代码，当读取到到 NC 代码关键字的时候，将其后面的字符串转化为数字，于此同时译码模块将转换到的关键刀具运动参数传输到对应结构体变量中，如此进行下去直到遇到下个关键字或非有效字符。循环以上步骤，直到遇到数控 G 代码结束标志，译码程序结束。3.1.1 控制器 G 代码的译码原理3.1.2 译码算法中的中间代码结构体设计3.1.3 插补器译码的算法实现与验证3.2 插补控制器的插补算法研究3.2.1 跨象限逐点比较法的实现3.2.2 跨象限逐点比较法的模拟与仿真3.2.3 一种极坐标下的弧线插补算法的研究3.2.4 极坐标插补算法的实现与验证3.2.5 极坐标插补算法特点分析3.3 本章小结第四章 基于 STM32 的多轴控制器系统设计4.1 STM32 嵌入式平台硬件设计4.1.1STM32 系列单片机简介 STM32 系列单片机是由意法半导体研发的高性能，是由意大利的单片机。该公司由 SGS 微电子公司和法国半导体公司合并而成。1998年 5 月，该公司正式更名为意法半导体。STM32 系列单片机基于 AEM公式提供的架构为处理芯片为处理器，它致力于为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的 ARM 处理芯片。 4.1.2 STM32 系列单片机常用型号及性能特点STM 单片机是基于 ARM 内核的 32 位 MCU 处理芯片。内核版本为ARM 公司为了嵌入式系统专门设计的要求高性能、低成本、低功耗的内核。该内核具有如下特点。 •具有先进的体系结构，具有性能高、工作电压低（3.7V 即可）、低功耗等技术优势。•外设丰富，具有多路 AD 模数转换接口，多路 PWM ...