基于arm 微處理器的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)

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1、測控技術(shù)概論（大作業(yè)）一綜述分?jǐn)?shù)閱卷人1寫作能力2排版規(guī)范性3參考文獻規(guī)范性二課后體會三奇思妙想四換位思考總分學(xué)期：2011-2012-1學(xué)期學(xué)院：自動化工程學(xué)院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級：測控102班姓名：王杰學(xué)號：1007250234提交日期：2011年10月10日一、綜述題目:基于ARM微處理器的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)學(xué)生姓名:王杰摘要:ARM是一種高性能、低功耗的微處理器。采用ARM開發(fā)機床數(shù)控系統(tǒng)可以降低硬件成本、提高系統(tǒng)集成度、增強穩(wěn)定性,它相對于PC平臺具有更多的優(yōu)勢。因此,采用ARM為硬件平臺開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)是一個不錯的選擇。MasterCAM后置處理文件P

2、ST文件的高級編程方法。給出了PST文件的語法特點,在此基礎(chǔ)上,針對MasterCAM二維輪廓加工方式的后置處理中的缺陷,修改了相應(yīng)的后置處理算法。實踐證明,該方法正確有效。關(guān)鍵詞:ARM嵌入式數(shù)控系統(tǒng)MasterCAM生成數(shù)控程序引言:目前,ARM9系列微處理器主要應(yīng)用于無線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機頂盒、高打印機、數(shù)字照相機和數(shù)字?jǐn)z像機等。這些成功的運用為將數(shù)控系統(tǒng)軟件移植到ARM9微處理器奠定了良好的基礎(chǔ)。1基于ARM微處理器嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)目前,世界上的ARM9系列微處理器有許多種品牌,現(xiàn)以三星公司的ARM9處理器SBC-2410芯片為例進行

3、說明。SBC-2410使用ARM920T核,內(nèi)部帶有全性能的MMU(內(nèi)存處理單元),它適用于設(shè)計工控產(chǎn)品和移動手持設(shè)備類產(chǎn)品,具有高性能、低功耗、接口豐富和體積小等優(yōu)良特性?；赟BC-2410芯片本身的各種特點,主板采用6層板設(shè)計,該SBC-2410主板在盡可能小的板面上(120mm×90mm)集成了64MSDRAM、64MNandFlash、1MBootFlash、RJ-45網(wǎng)卡、音頻輸入與輸出、USBHost、USBslave、標(biāo)準(zhǔn)串口、SD卡插座、用戶按鍵和一些用戶燈等設(shè)備接口,并且使用210mm插針槽引出CPU的大部分信號引腳,可以作為嵌入式電腦系統(tǒng)

4、的一個主板模塊,非常適合于數(shù)控系產(chǎn)品的原型設(shè)計。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,對用原理圖名稱如表1所示。表1對用原理圖名稱表序號對用原理圖名稱說明1RJ4510M以太網(wǎng)接口2COM1RS232串口13COM1-3CPU直接引出的COM1,2,34BOOTSEL啟動ROM選擇5USBDEVICEUSB從設(shè)備6USBHOSTUSB主設(shè)備7CN1+5V電源插座(內(nèi)正外負(fù))8RESET復(fù)位按鈕(位于側(cè)面)9BUSCTRL總線控制信號等10BUSCON系統(tǒng)總線(16位數(shù)據(jù),25位地址)11KEYBOARD鍵盤接口12JTAGJTAG接口13CON-LCDLCD接口14J273

5、.3V/5VLCD電源選擇跳線15SDCardSD卡插座16CON-GPIO通用IO口,AD輸入口等17BAT1時鐘備份電池插座18CON-MIC單聲道音頻輸入插座19CON-PHONE雙聲道音頻輸出插座20S600電源開關(guān)從上可以看出,基于SBC-2410的嵌入式主板具有系統(tǒng)總線、USB、以太網(wǎng)等豐富的功能,相當(dāng)于一塊工業(yè)控制計算機主板,但硬件成本卻很低,硬件組成結(jié)構(gòu)更簡單,性能更可靠。并且,利用SBC-2410芯片本身的I/O口即可完成數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出控制,無需設(shè)計I/O接口板,如需更多的I/O點,可以通過SBC-2410的擴展總線實現(xiàn)更多的I/O控制。

6、利用SBC-2410的5個PWM脈寬調(diào)制定時器就可以實現(xiàn)對5個坐標(biāo)軸的控制,不需要另外選用DSP和FPGA制作運動控制板,極大地簡化了硬件結(jié)構(gòu),降低了硬件成本。2基于ARM微處理器嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的軟件架構(gòu)在軟件上,選用韓國mizi公司所公布的免費嵌入式Arm-Linux操作系統(tǒng),基于該平臺及其開發(fā)工具包,編寫和移植豐富的現(xiàn)有軟件,如文本編輯器、Web服務(wù)器、Ftp/Telnet服務(wù)器等。利用Linux操作系統(tǒng)提供的強大功能,可以輕松地實現(xiàn)USB、網(wǎng)絡(luò)接口等功能。同時,使用Linux操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序模型,編寫I/O控制和運動控制驅(qū)動程序。利用SBC-2410芯

7、片的RTC功能來實現(xiàn)實時控制。整個系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖2所示:數(shù)控系統(tǒng)的圖形界面處于應(yīng)用程序?qū)?而專門為數(shù)控系統(tǒng)編寫的運動控制驅(qū)動程序位于底層驅(qū)動程序?qū)印＠肕asterCAM生成數(shù)控程序(NC代碼)一般有三個步驟:首先利用CAD模塊建立產(chǎn)品的二維或三維模型;然后根據(jù)產(chǎn)品的特點、材料選擇適當(dāng)?shù)牡毒吆图庸し绞?并設(shè)定加工參數(shù),由CAM模塊生成刀具路徑并校驗;最后根據(jù)目標(biāo)機床數(shù)控系統(tǒng)的型號,選擇適當(dāng)?shù)暮笾锰幚砦募?PST文件),對包含刀具路徑數(shù)據(jù)的NCI文件進行處理,最終生成適合目標(biāo)機床的NC代碼。在以上三個步驟中,最后一步是最關(guān)鍵的,因為NC代碼的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品

8、的加工質(zhì)量,NC代碼中任何一點點錯誤都