[發明專利]一種基于單CPU、非實時操作系統的實時控制系統

在審

• 申請號: 201410567375.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104281080A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 陸信如;何軍;陳耀忠;楊歡;邵凝寧;楊華
• 申請（專利權）人: 北方信息控制集團有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國;王培松

1.一種基于單處理器、非實時操作系統的實時控制系統，其特征在于，包括控制器模塊、擴展板、顯示器、輸入模塊、光電編碼器、伺服驅動器及伺服電機、步進電機驅動器及步進電機，其中：

所述顯示器和輸入模塊均與控制器模塊連接，用于實現人機交互；

所述控制器模塊通過擴展總線與所述擴展板連接，用于實現控制信號的輸入輸出；

所述伺服驅動器與擴展板連接以接收電機控制信號從而實現對伺服電機的驅動控制，該伺服電機作為Z軸電機用于實現垂直方向即Z軸的運動控制；

所述步進電機包括X軸步進電機和Y軸步進電機，所述步進電機驅動器分兩路通過所述擴展板傳輸的控制信號并分別用于驅動所述X軸步進電機和Y軸步進電機；

所述步進電機和伺服電機均采用脈沖頻率控制方式，所述光電編碼器被配置用于檢測Z軸的旋轉角度，并在Z軸轉動到預定的角度時發出響應信號，所述控制器模塊基于此響應信號發出所述X軸步進電機和Y軸步進電機的運動控制信號，從而實現X軸、Y軸以及Z軸的運動控制。

2.根據權利要求1所述的基于單處理器、非實時操作系統的實時控制系統，其特征在于，所述控制器模塊采用S3C2440微處理器，采用嵌入式Linux操作系統，該微處理器具有4個定時器，在實現X軸、Y軸以及Z軸的運動控制時，采用其中的三個定時器分別產生定時中斷，并通過擴展板的I/O接口輸出可變脈沖頻率，從而分別控制X軸步進電機、Y軸步進電機和Z軸伺服電機。

3.根據權利要求2所述的基于單處理器、非實時操作系統的實時控制系統，其特征在于，所述三個定時器的計數頻率設定為1MHz。

4.根據權利要求1所述的基于單處理器、非實時操作系統的實時控制系統，其特征在于，所述擴展板采用可編程邏輯器件CPLD芯片實現，CPLD芯片與控制器模塊的擴展總線相連，所述光電編碼器的脈沖信號輸入CPLD芯片，在CPLD芯片中實現計數。

5.根據權利要求1所述的基于單處理器、非實時操作系統的實時控制系統，其特征在于，所述顯示器為一LCD或LED顯示器。