數(shù)控雕刻機(jī)硬件系統(tǒng)主要由以下三個(gè)部分組成：

　　(1)處理器(ARM9)：作為控制器的處理器，在ARM上移植了WindowsCE．net操作系統(tǒng)，人機(jī)互動(dòng)方面要完成對LCD顯示的控制和讀取控制鍵盤的控制命令；在雕刻方面要完成對原始數(shù)據(jù)的讀取(通過USB接口)、預(yù)處理、分析和計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳遞給FPGA，與FPGA協(xié)同完成對步進(jìn)電機(jī)的控制。

　　(2)FPGA：對接收到ARM發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，并根據(jù)插補(bǔ)結(jié)果計(jì)算出控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)目和延時(shí)，最終完成對步進(jìn)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)的雕刻。

　　(3)人機(jī)交互界面：人機(jī)交互界面主要包括了鍵盤和LCD。幾乎所有關(guān)于雕刻的信息都實(shí)時(shí)的顯示在LCD上；數(shù)控雕刻機(jī)的脈沖當(dāng)量以及雕刻最大速度和加速度等參數(shù)則是通過鍵盤設(shè)定的，同時(shí)在雕刻中鍵盤還可以根據(jù)需要輸入特殊指令。

圖   硬件系統(tǒng)總體框架

　　硬件系統(tǒng)總體框架如圖上所示。整個(gè)硬件核心為基于ARM920T的三星$3C2440處理器，搭配有64MBSDRAM作為系統(tǒng)的內(nèi)存，128MBFLASH作為系統(tǒng)的外存，相當(dāng)于硬盤，以便在斷電后保存各種系統(tǒng)程序以及調(diào)試下載電路。外圍輔助設(shè)備包括USB接口：大部分加工文件保存在u盤中，需要讀取時(shí)從u盤調(diào)入，以節(jié)省FLASH存儲(chǔ)空間；觸摸式LCD：用來提供系統(tǒng)的顯示以及操作；網(wǎng)絡(luò)接口：用來提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，方便遠(yuǎn)程更新程序；控制鍵盤：用來提供加工時(shí)所需的操作，包括點(diǎn)控、起停和加減速等。與上位機(jī)通信通過串口或者USB接口，可實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試或者在上位機(jī)中顯示實(shí)時(shí)信息。FPGA與ARM以及過橋板相連，從ARM中獲取數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成控制信號，經(jīng)過橋板放大電路放大，發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)的控制電路中。