快速成型(又称3D打印)技术的迅速发展引起了传统制造领域的巨大变革,已成为众多学者和企业的研究热点。掩膜固化方法作为众多快速成型方法的一种,采用光敏树脂作为成型材料,由于其具有模型精度高、表面质量好、成型速度快以及材料利用率高等特点,在快速产品功能验证以及缩短研发周期等方面显示出强大的优越性。控制系统作为快速成型设备的核心,涉及机械部件运动控制、传感器数据采集、数据通信等功能,对快速成型设备的成本起着决定性的作用。本文基于掩膜固化方法提出了一种低成本、便携式、可移植的快速成型控制系统MRPCS,主要研究工作如下:(1)以飞思卡尔公司基于ARM Cortex-M4内核的K60微控制器为主控芯片,采用掩膜固化方法作为成型原理,提出了MRPCS的总体设计方案。对MRPCS的机械结构设计进行分析,并通过实验测得光敏树脂的特性参数透射深度以及曝光阈值进行成型材料的选取;(2)基于硬件构件设计思路,遵循软件构件层次模型,从系统性能、可扩展性以及抗干扰性等方面全面考虑,设计并实现了MRPCS的软硬件平台。为了验证控制系统中软硬件构件设计的准确性、可靠性以及稳定性,给出了硬件电路和驱动构件的测试方法和结果;(3)针对ARM Cortex-M4处理器架构和MRPCS自身硬件平台对PSP和BSP进行相应的功能裁剪和优化扩展,实现MQX RTOS的移植,基于优先级的抢占式调度策略以及优化后的中断处理机制使得MRPCS具有高实时性及快速中断响应能力;(4)以设备独立性为主要原则,在MQX基础之上将应用软件划分为步进电机任务、SD卡任务等相对独立的任务,遵循数据独立性以及周期独立性原则,定义合理的数据帧结构,设计基于事件和消息队列的通信机制实现任务间的同步和通信。本课题还给出控制系统中硬件选型问题、LCD控制器的I8080总线兼容性问题以及无操作系统和操作系统驱动构件的统一性问题的解决方法。经初步成型测试表明,本课题实现的MRPCS具有成本较低、工作稳定,成型精度高等特点,在完成初步成型功能的同时有效降低了该系统二次开发的复杂度,为MRPCS走向市场打下了良好的基础。