4.2.2  中断单元 19

4.3  程序流程图绘制 19

5  系统调试及实现 21

5.1  控制界面 21 

5.2  系统调试 21

结论 22

致谢 22

参考文献 25

附录A  系统软件程序源代码 27

1  引言

1．1  课题研究的目的及意义

在21世纪世界新一轮国际产业结构调整中，我国正逐步成为世界最重要的制造业基地之一，传统的生产方式已经日趋落后，而新型的自动化生产将成为新世纪接受市场挑战的重要方式。研究和应用先进制造技术是实现“以信息化带动工业化，走新型工业化的道路”、促进传统制造业结构调整和优化升级的必然要求。现代制造业的主要工作是由带运动控制功能的自动化机械(如数控机床!工业机器人)完成的，它在转变生产力，改变传统的生产模式，提高生产率及对市场的适应能力方面显示出极大地优越性。现代运动控制技术在先进制造技术中居于重要的基础地位，研究和应用先进制造技术必须高度重视现代运动控制技术的研究。

影像测量技术是一门以现代光学为基础，将计算机图像图形学、计算机视觉、信息处理、光电子学和模式识别等科学融为一体，并进行空间几何运算的先进测量技术。在当今工业检测与计量技术领域中，影像测量技术是一个新名词，它把被测对象的图像当作测量和传递信息的手段或载体，从中提取出有用的信号来获得被测对象的参数，从而成功地将数字影像科技溶入计量领域。由于其具有非接触、可靠性高、适应性强、灵活性和精确性等特点，在现代工业测量中受到了广泛的重视。

步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。为了得到性能优良的控制结果，出现了很多步进电机控制系统，其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。

本论文以atmega16处理器为核心控制器，该控制器用于控制3台步进电机实现空间三坐标机构的快速联动运动，根据三个坐标的当前位置、目标位置及负载等约束条件，实时规划S曲线加减速运动方程，并快速求得驱动三个步进电机的脉冲参数，实现三个坐标启停运动平稳、快速定位准确的目的。上位机与本控制系统建立链接，上位机发出一个位置参数给本控制系统，系统就可以快速定位，以实现影像的自动测量[1-2]。

1．2  国内外运动控制系统研究发展现状

1．3  课题的研究内容和章节安排

1.3.1  课题的研究内容

（1）设计并开发单片机控制、步进电机驱动的空间三坐标联动系统，要求控制电路能够接受来自串口的上位机发出的坐标定位信号，并实现x、y、z三个坐标的联动定位。

（2）设计并开发三坐标联动快速定位算法。

（3）搭建加速度和速度测量系统，监测三坐标位移过程的加速度及速度曲线，开发基于S曲线的步进电机加减速控制算法，实现自动测量过程中的快速定位及平稳位移。

要求达到技术指标：

    （1）量程范围：500mm×500mm；

    （2）坐标动作方式：x、y、z三个坐标联动定位；