[发明专利]一种基于单CPU、非实时操作系统的实时控制系统

权利要求书

1.一种基于单处理器、非实时操作系统的实时控制系统，其特征在于，包括控制器模块、扩展板、显示器、输入模块、光电编码器、伺服驱动器及伺服电机、步进电机驱动器及步进电机，其中：

所述显示器和输入模块均与控制器模块连接，用于实现人机交互；

所述控制器模块通过扩展总线与所述扩展板连接，用于实现控制信号的输入输出；

所述伺服驱动器与扩展板连接以接收电机控制信号从而实现对伺服电机的驱动控制，该伺服电机作为Z轴电机用于实现垂直方向即Z轴的运动控制；

所述步进电机包括X轴步进电机和Y轴步进电机，所述步进电机驱动器分两路通过所述扩展板传输的控制信号并分别用于驱动所述X轴步进电机和Y轴步进电机；

所述步进电机和伺服电机均采用脉冲频率控制方式，所述光电编码器被配置用于检测Z轴的旋转角度，并在Z轴转动到预定的角度时发出响应信号，所述控制器模块基于此响应信号发出所述X轴步进电机和Y轴步进电机的运动控制信号，从而实现X轴、Y轴以及Z轴的运动控制。

2.根据权利要求1所述的基于单处理器、非实时操作系统的实时控制系统，其特征在于，所述控制器模块采用S3C2440微处理器，采用嵌入式Linux操作系统，该微处理器具有4个定时器，在实现X轴、Y轴以及Z轴的运动控制时，采用其中的三个定时器分别产生定时中断，并通过扩展板的I/O接口输出可变脉冲频率，从而分别控制X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴伺服电机。

3.根据权利要求2所述的基于单处理器、非实时操作系统的实时控制系统，其特征在于，所述三个定时器的计数频率设定为1MHz。

4.根据权利要求1所述的基于单处理器、非实时操作系统的实时控制系统，其特征在于，所述扩展板采用可编程逻辑器件CPLD芯片实现，CPLD芯片与控制器模块的扩展总线相连，所述光电编码器的脉冲信号输入CPLD芯片，在CPLD芯片中实现计数。

5.根据权利要求1所述的基于单处理器、非实时操作系统的实时控制系统，其特征在于，所述显示器为一LCD或LED显示器。