随着开放式数控和数字伺服技术的发展,如何实现控制单元与交流伺服装置之间的高速数字通信成为运动控制领域面临的关键问题。随着数控系统控制精度和实时性要求日益提高的情况下,模拟接口已经不能满足现代数控技术的要求。本文的研究目的就是将运动控制现场总线SERCOS技术与ARM嵌入式技术结合,应用于满足开放式数控对伺服设备的高速和高精度的控制要求,确保数据传输的实时性和可靠性。本文首先介绍了开放式数控技术及现场总线技术,并详细研究了运动控制总线SERCOS的协议特征和工作原理,分析了其技术优势。然后介绍了SERCOS通讯系统的实现结构,在ARM嵌入式技术的基础上,设计和开发了开放式的SERCOS主、从站通讯卡,并详细介绍了软、硬件开发的关键技术和实现方法。系统主站采用实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行任务进程和中断服务的管理,并采用USB总线与PC机进行实时通讯,满足了系统开放性和实时性的要求。从站采用标准的伺服接口嵌入伺服驱动器中,并能够进行实时的指令发送和数据采集。设计中充分考虑了工业环境下对通讯系统的可靠性要求,从原理图到PCB都考虑了电磁兼容技术,完成了高可靠性的硬件电路设计和开发。通过整个系统的实际运行和调试结果,验证了自主设计的基于SERCOS总线通讯系统的软、硬件方案的可行性及各项功能的有效性。最后,对全文作了总结,并根据系统在实际应用中存在的问题,对进一步的工作提出了建议。