介紹一種基于Atmel 公司AT91M40800 芯片的嵌入式一體化工業控制機硬件系統的設計。該系統提供了32 位高速數據處理能力，并配有CPLD、LCD、PS/2 鍵盤、CF 卡、USB 及串行接口等多項功能，并留有16 路輸入/輸出擴展口，體積小巧，便于攜帶，操作方便，可通用于許多工業控制領域，特別是需要用步進電機控制二維和準三維運動控制的場合。
關鍵詞：ARM；嵌入式系統；一體化；工業控制
嵌入式微機工業控制技術是 20 世紀以來在計算機應用實踐中產生和發展起來的非常經濟實用的一種自動化技術，它集電氣、機械、計算機、通信等技術于一體，具有速度快、工作方式靈活、可靠性高、信息處理能力強、成本低、適用范圍廣等特點，在工業領域中已得到廣泛的應用。目前國內工業控制場合中用的嵌入式工控設備大多采用的是以8 位單片機（MCS-51）為內核，有價格低廉、設計較容易、能達到一般要求的優點，但也存在著存儲容量小，獨立工作時功能較弱，較強功能要與PC機聯機才能實現，實時性能不強，定位精度不高，人機交互復雜，操作不方便等。我們選用功能強大的32 位嵌入式微處理器ARM 來代替8 位單片機，并將控制板與電源、步進電機和被控制設備集成于一體，形成一種新的機型——嵌入式一體化工業控制機。
嵌入式一體化工業控制機是一套與工控工作臺集成在一起的單片機控制系統，配備了合適尺寸的液晶顯示屏以顯示工作菜單；可接入PS/2 標準鍵盤；顯示內容包括文字、流水號、日期和圖形；可通過RS232 串行口或USB 接口與PC 機和其它設備連接；CF 卡接口可以接入8M～2G 的CF 卡；NAND flash用作穩定存儲；有JTAG 接口用于調試；另有三個面板按鍵（確認鍵、下移鍵、返回鍵）以及一個急停鍵單獨控制操作；支持多國語言菜單等。由于采用較高性能的處理器及相關外圍硬件設備，該系統數據通信協議更加可靠、合理、易于擴展；人機交互操作更加友好、方便；系統集成度更高、體積更小。
該系統既可作為嵌入式系統獨立工作，也可作為從屬功能設備由PC 機進行控制，以完成更復雜的工作。該系統有三種工作模式：獨立工作模式、聯機工作模式和維護工作模式。
在機電一體化項目中，經常會遇到工件需做往返運動或需精確定位等場合，這些項目采用步進電機控制簡單易行。因此內含步進電機的嵌入式一體化工業控制機應用廣泛，可用作氣動加工、激光加工、自動焊接等設備的控制系統。例如，能在各種金屬或非金屬物體上打出文字圖形的機電一體化設備——打標機，應用該系統可較大幅度地提高打標的速度和精度。又如激光加工機床，它通過控制激光束和工件之間的相對位置來切割、打孔和熱處理各種零器件，采用該系統能充分發揮ARM 處理器的性能，可在提高精度的同時降低生產成本，是新式機床設計和老式機床改造的一條有效途徑。