随着工业的进步，嵌入式技术得到了广泛的应用和成熟。ARM嵌入式处理器作为一种高性能、低功耗的RISC芯片，支持多种操作系统、主频高、运算处理能力强，并可兼容8/16位器件，还能带海量低价的SDRAM数据存储器。它在控制领域显示出巨大的潜力和价值。尤其是在运动控制领域，它展现出了巨大的发展空间。

在一些要求成本较低的运动控制系统中，步进电机常被用于执行元件。在这种应用场合下，步进电机最大的优势是：可以开环方式控制而无需反馈就能对位置和速度进行控制。但正是因为负载位置对控制电路没有反馈，步进电机必须正确响应每次励磁变化。如果励磁频率选择不当，电机不能够移到新的位置，那么实际的负载位置相对所期待的位置出现永久误差，即发生失步现象或过冲现象。因此，在开环控制系统中，如何防止失步和过冲是关键。

失步和过冲现象分别出现在启动和停止时。当系统以要求的运行速度直接启动，因为该速度已超过极限启动频率而不能正常启动，则可能发生丢步或根本无法启动。而当达到终点时立即停止发送脉冲串，使其立即停止，则由于惯性作用会使转子转到接近终点平衡位置并停留，从而产生过冲。这意味着，在启动或停止时需要进行加减速控制，以改变输出脉冲时间间隔，加快或者减慢脉冲频率。

加减速通常采用软件实现，可以分为加速、匀速与减速三个阶段，其曲线如图1所示。在微处理器上实现这一过程，就是改变输出脉冲时间间隔，将升级为恒加速度算法，这样操作简单且效果良好，如图2所示，其中阴影部分面积代表一整一步移动。

设定第m个加速周期中的脉衝頻率為Fm, 第(m-1)個為Fm-1. 加速度a等於(Fm - Fm-1)/Δtm; 另外((Fm + Fm-1)Δtm)/2=1; 由此可推算A=((fmax-f0)(fmax+f0))/(2*trans);

通过定时器中断来实现变速，我们不断调整定时器装载值大小。当由S3C4510芯片生成控波信号，其溢出频率应为控波信号二倍。此函数如下：

void pulse (REG16 f0, REG16 fmax, REG16 tran, REG16 steep){

UINT16 i;

REG32 A;

SysDisableInt(INT_TIMER0);

SysSetInterrupt(INT_TIMER0, OnTimer2);

trans = tran;

A = ((fmax-f0)(fmax+f0))/(2trans);

for(i=0;i <= trans;i++){

f[i> = sqrt_16(2Ai+f0*f0);}

f0 += 50,000,f00=f[trans];

TDATA[TMSEL] &= ~TMEN_MASK;

TDATA[TMSEL] |= TMEN_VALUE | TMODE_VALUE | TMOD_VALUE | TDATA_VALUE;

SysEnableInt(INT_TIMERx); }

其中f0为起始脉衝頻率,fmax为到达匀速状态后最大脈衝頻率；tran表示過渡時長；steep則指該段總數目。

结论

利用ARM内核微处理器作为主体，由于其高主频、高指令执行效率以及能够输出较高脉沖頻並且采用了适宜之加減速方法来调节運動機械从而使其稳定高速運行，因此非常适合经济型数控机床替代传统基于PC电脑数控机床以降低成本。

另外，在开发嵌入式实时操作系统及选择合适之计時硬件方面要特别小心，以免引发任何形式之干扰影响整个系統功能。