摘要：数控系统是用来控制自动化生产的设备，通过利用数字，文字和符号组成的指令来实施设备的动作控制，本设计是基于STM32F407主芯片的主控板，设计出一块主要应用于数控系统的I/O接口板.

本设计主要是在以STM32F407为主芯片的主控板的基础上，接口板包括了三路模拟主轴接口、两个伺服主轴接口、四路步进/伺服信号接口、16路数字输入接口和16路数字输出接口。使用Altium Designer软件设计画出电路原理图和PCB图，最终实现I/O接口板的设计。同时，本设计通过KEIL--5使用C语言编写测试程序，对各模块进行功能测试。

关键词：数控系统；STM32F407；Altium Designer软件；KEIL--5软件

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 课题背景-1

1.2 本课题研究的意义-1

1.3 本课题研究的内容-1

1.4 设计思想-2

第二章  主控板原理与构成-3

2.1 数控系统MCU-3

2.1.1 ARM架构简介-3

2.1.2 核心选择---STM32F407-3

2.2 数控系统主控板设计简介-3

2.3 本章小结-9

第三章  I/O接口板的硬件设计-10

3.1 方案设计与开发环境-10

3.1.1电路设计软件---Altium Designer-10

3.1.2电路模块设计-10

3.2 光耦隔离模块设计-10

3.3 功率开关模块设计-12

3.4 主机头伺服模块设计-13

3.5  X-Y伺服模块设计-15

3.6 降压及稳压模块设计-16

3.7本章小结-18

第四章  I/O接口板的测试程序设计-19

4.1 方案设计与开发工具-19

4.1.1 软件开发环境---KEIL5-19

4.1.2 测试程序设计思路-19

4.2 模块测试程序设计-19

4.2.1 光耦隔离模块测试-19

4.2.2 功率开关模块测试-19

4.2.3 机头伺服模块测试-20

4.2.4 X-Y伺服模块测试-20

4.3本章小结-20

第五章  设计成果总结展示-21

第六章  总结与展望-23

参考文献-24

致    谢-25

附    录-26