数控技术正向着柔性化、智能化和网络化方向发展。这些发展趋势要求数控系统要沿着从专用封闭式结构向通用开放式结构、从单一功能向集成功能、从被动受控向主动智能以及从孤立控制向网络互连四个主导方向发展。而这些发展方向又可以归结到如何建立一个包容各种先进技术手段的开放结构数控平台的问题中,因为只要形成了开放结构的控制方案,就自然具备了可重用以及可重配置的柔性特征,也就能很方便地把监控诊断和网络模块融入数控系统的框架体系之内,满足智能化和网络化的要求。 当前建立的开放式数控结构模型大都基于PC成熟开放体系结构上。然而,数控系统本身是一个综合性很强的技术,具备很明显的实时控制、实时交互和实时监测特性,需要专门的技术处理手段。以PC为基础的开放式数控系统在结构和性能上都存在很大局限性。而嵌入式系统的蓬勃发展和广泛应用,为解决这种局限性提供了一种新的选择。因此,本文的研究目标定位在建立一个开放的嵌入式数控实验平台上,所要做的研究工作就是构建一个这样的软硬件实验平台,对嵌入式体系结构的开放式数控系统做一些尝试性研究。 研究的内容分为系统总体结构模型设计、硬件平台规划、操作系统设计、应用程序框架的建立和运动控制芯片控制方法的研究及其库函数的实现五个层次。根据需求分析确定了微处理器与运动控制芯片的选型,提出了嵌入式数控系统的总体结构模型;详细地介绍了嵌入式数控系统硬件部分的总体结构设计和主要电路的设计及原理图:在操作系统设计中,分析了嵌入式实时操作系统RT-Linux的实现机制、编程模型以及嵌入式数控系统的实时性,给出了数控系统多任务划分模型和合理的多任务调度策略,构建了RT-Linux平台实时应用软件的基本结构;在应用程序框架的设计中,提出了以数据功能和用途来划分数