黄建锋　杨新　罗森林

摘要：文章阐述了一种基于嵌入式并结合CPLD的3D打印机系统，用该系统实现最优的模拟信号采集、数据处理以及信号控制等方面。重点研究了该系统的运动控制系统，采用两相混合式步进机专用驱动NA4988来实现步进细分驱动，设计了步进机驱动电路；采用TCRT5000光电传感器精确控制XYZ轴行程，设计了限位开关电路。并对步进机的运转速度和运转方向进行优化设计，基于正s型加减速曲线对步进机加减速和匀速进行优化控制。解决打印精度和速度等根本性问题。

关键词：ARM；CPLD；3D打印机；步进电机；运动控制

随着社会的进步，3D打印机很快适应了社会的需求。对此，李轩等提出3D打印设备运动控制系统在产业化进程中的优化建议，采用限位开关来控制打印平台和喷头；骆国庆提出以ARM与CPLD设计多电机运动控制方案，采用CPLD处理器为步进机驱动控制的核心；李茂军等提出用步进机细分驱动去极大克服高频失步、低频震荡的缺点；郝亚冲等提出光电式开关能极大提高距离检测精度；杨超等提出利用s曲线算法来减小步进电机加减速转变时的震动。本文在前期研究的基础上重点研究运动控制，以此解决打印精度和速度等根本问题。

1.系统总体结构

本文设计的3D打印机系统，主要部分是供电模块、网络通信處理模块等构成的ARM系统，辅助部分是运动XYZ轴驱动模块、加热驱动模块等构成的CPLD系统，两部分由CPLD控制器的并行接口相连接，既实现双向信息高效交换，也减少CPLD逻辑资源的消耗。……