1、.PAGE - -：.；編號 本科生畢業(yè)論文基于ARM的數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)設(shè)計ARM-based CNC punch automatic feeding system design學(xué) 生 姓 名專 業(yè)學(xué) 號指 導(dǎo) 教 師學(xué) 院 二一三年六月 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計論文原創(chuàng)承諾書本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計論文，是仔細(xì)學(xué)習(xí)了解學(xué)校的后，在教師的指點下，保質(zhì)保量獨立地完成了義務(wù)書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲他人的任務(wù)內(nèi)容。本人在畢業(yè)設(shè)計論文中援用他人的觀念和研討成果，均在文中加以注釋或以參考文獻方式列出，對本文的研討任務(wù)做出重要奉獻的個人和集體均已在文中注明。在畢業(yè)設(shè)計論文中對進犯任

2、何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承當(dāng)相應(yīng)的法律責(zé)任。本人完全了解學(xué)校關(guān)于保管、運用畢業(yè)設(shè)計論文的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)資料的印刷本和電子版本；贊同窗校保管畢業(yè)設(shè)計論文的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其他復(fù)制手段保管畢業(yè)設(shè)計論文，可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。以上承諾的法律結(jié)果將完全由本人承當(dāng)！作 者 簽 名： 年 月日長春理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘 要數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套，在沖孔過程中按照程序設(shè)定控制板料挪動和沖床沖孔，實現(xiàn)沖孔的高度自動化。本文采用目前廣泛運用的位ARM微處置器，Samsung公司基于ARMT的SCA作為系統(tǒng)的主控制器，

3、該處置器主要面向嵌入式設(shè)備，具有性價比高功耗低的特點，并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好，具有較強的控制才干和豐富的片內(nèi)資源。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控沖床的自動送料，軟硬件構(gòu)造簡單，定位精度高，操作簡一方便，具有良好的人機界面。論文首先根據(jù)消費實踐要求和控制系統(tǒng)設(shè)計原那么，確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計方案。 關(guān)鍵字：自動送料系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng) ARM SCABSTRACTNumerical control punch feeding system is mainly used to match with the punch,control the panel veneer to move an

4、d the punch to punch according to the settings of the programs in the process of punching, to achieve a high degree of automation of punching.In that paper, SCA,(Samsungs ARMT based controller),which is dely used as a -bit ARM microprocessor, is used as the main controller, the processor is manily f

5、or embedded devices which has a high cost-effective and low power consumption, its easy to migration in the embedded Linux operating system and has a strong control ability and rich chip resources.The system enables the machine to feed punching automatically, the structure of hardware and software i

6、s simple, and its easy to operate, the system has a high accuracy of positioning and good human-machine interface. The paper also introduces antijamming technology of the hardware and software of the system.Keywords：Automatic Feedingsystem Embedded System ARM SC目 錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 摘 要

7、 PAGEREF _Toc h I HYPERLINK l _Toc ABSTRACT PAGEREF _Toc h II HYPERLINK l _Toc 目 錄 PAGEREF _Toc h I HYPERLINK l _Toc 第章 前言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .嵌入式系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .沖壓消費自動送料安裝的概略及開展趨勢 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .選題的背景和意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .本課題的研討現(xiàn)狀

8、PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .論文的主要內(nèi)容和構(gòu)造 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 自動送料運動控制系統(tǒng)總體設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 系統(tǒng)設(shè)計原那么 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 數(shù)控沖床系統(tǒng)的組成 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 沖床數(shù)控自動送料系統(tǒng)的總體設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .沖床數(shù)控系統(tǒng)硬件構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK

9、 l _Toc .沖床數(shù)控系統(tǒng)軟件構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . ARM芯核簡介 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 數(shù)控技術(shù)中的插補運動控制原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .數(shù)控技術(shù)中常用的插補算法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 粗插補 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 精插補 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 數(shù)字積分法的根本原理 PAGEREF _Toc h HYPE

10、RLINK l _Toc . DDA直線插補器 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .速度的控制方法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 自動送料運動控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . SCA微處置器簡介 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .存儲器接口電路 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .通訊模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .串口通訊模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLI

11、NK l _Toc . USB通訊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . JTAG接口 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LCD觸摸屏模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .硬件抗干擾設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 自動送料運動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .軟件系統(tǒng)總體設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . ARM軟件開發(fā)流程及開發(fā)工具引見 PAGEREF _Toc

12、h HYPERLINK l _Toc .加減速控制模塊設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .通訊模塊設(shè)計 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 結(jié)論及進一步研討的建議 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .結(jié)論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .進一步研討的建議 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參考文獻 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致 謝 PAGEREF _Toc h 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)論文第章 前言

13、.嵌入式系統(tǒng)概述世紀(jì)年代末，微處置器出現(xiàn)，并隨著計算機技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的開展而迅速開展起來，以微處置器為中心的微型計算機具有體積小、本錢低、功耗低、可靠性高、計算才干強等特點.人們按照各自需求將微型機嵌入到一個對象體系中，實現(xiàn)對象體系的智能化控制，把這種嵌入到對象體系中，實現(xiàn)對象體系智能化控制的計算機系統(tǒng)稱作嵌入式計算機系統(tǒng)。在多數(shù)網(wǎng)站和書籍資料中，對嵌入式系統(tǒng)的定義大多是這樣的：嵌入式系統(tǒng)是以運用為中心，以計算機技術(shù)為根底，并且軟硬件可裁剪，從而可以順應(yīng)實踐運用中對功能、可靠性、本錢、體積、功耗等嚴(yán)厲要求的公用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)普通由嵌入式微處置器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的

14、運用程序四個部分組成，用于實現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能，嵌入式系統(tǒng)的三個根本要素是：嵌入性、公用性與計算機系統(tǒng)【】。嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)有很大的不同，與通用計算機系統(tǒng)相比，具有以下特點：(l)嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定運用，因此嵌入式CPU大多工定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，可以把PC中許多由板卡完成的義務(wù)集中在芯片內(nèi)部，通常具有低功耗、體積小、集成度高等特點；()按照嵌入式系統(tǒng)的定義，它是某種技術(shù)過程的中心處置環(huán)節(jié)，滿足技術(shù)過程的時限要求，.自然具有實時處置的特性嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必需高效率的設(shè)計，系統(tǒng)要精簡；()嵌入式產(chǎn)品的運用人員多為非計算機專業(yè)人士，運用環(huán)條件往往惡劣，其強

15、壯性及可靠性是該類產(chǎn)品的必備條件，為提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)的軟件普通都是固化在存儲器芯片中，而不是存儲與磁盤等載體中【】。嵌入式系統(tǒng)是硬件和軟件的綜合體，所以嵌入式系統(tǒng)可以分為硬件和軟件兩部分。()嵌入式系統(tǒng)的硬件嵌入式硬件包括處置器、存儲器、外設(shè)、I/O端口等，嵌入式處置器是系統(tǒng)的硬件中心。近年來，隨著大量先進的微處置器制造技術(shù)的開展，越來越多的嵌入式系統(tǒng)用嵌入式處置器建造，而不是用通用目的的處置器，這些嵌入式處置器是為完成特殊的運用而設(shè)計的特殊目的的處置器，目前運用較多的嵌入式處置器有：嵌入式微處置器(EMPU)嵌入式微處置器的根底是通用計算機中的CPU嵌入式處置器目前主要有

16、PowerPC、MIPS和ARM系列。嵌入式微控制器(MCU)嵌入式微控制器又稱單片機，普通以某一種微處置器內(nèi)核為中心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM等各種必要功能和外設(shè)、微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流，目前的種類和數(shù)量最多，比較有代表性的包括等。嵌入式DSP處置器(EDSP)DSP處置器對系統(tǒng)構(gòu)造和指令進展了特殊設(shè)計，適宜執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高，嵌入式DSP處置器比較有代表性的產(chǎn)品是Texashistruments的TMS系列和Motorola的DSP系列。嵌入式片上系統(tǒng)(SOC)SOC是隨著EDI的推行和VLSI設(shè)計的普及化及半導(dǎo)體工藝的迅速開展，在一

17、個硅片上實現(xiàn)的一個更為復(fù)雜的系統(tǒng)，各種通用途置器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計公司的規(guī)范庫，成為VLSI設(shè)計中一種規(guī)范的器件，用規(guī)范的VHDL等言語描畫，存儲在器件庫中，用戶只需定義出其整個運用系統(tǒng)，仿真經(jīng)過后就可以制造樣品。目前有代表性的產(chǎn)品是Tricore、M-core、Neuron芯片等等【】。()嵌入式系統(tǒng)的軟件嵌入式系統(tǒng)的軟件部分主要包括嵌入式操作系統(tǒng)和運用軟件，而嵌入式操作系統(tǒng)是中心，是嵌入式運用的根底平臺，是銜接硬件和運用程序的系統(tǒng)程序。操作系統(tǒng)開展到如今，廣泛運用的主要有：多道批處置操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)以及實時操作系統(tǒng)。由嵌入式系統(tǒng)的特點可以看出，嵌入式操作系統(tǒng)主要是實時操作系統(tǒng)，實時

18、操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動的，它能對外界的作用和信號在限定的時間范圍內(nèi)做出呼應(yīng)，它強調(diào)的是實時性、可靠性和靈敏性，與實時運用軟件相結(jié)合成為有機的整體，起著中心作用，由它來管理和協(xié)調(diào)各項任務(wù)， 為運用軟件提供良好的軟件運轉(zhuǎn)環(huán)境及開發(fā)環(huán)境。.沖壓消費自動送料安裝的概略及開展趨勢沖壓成形作為一門古老而又年輕的制造技術(shù)，幾乎浸透到國民經(jīng)濟的每一個部門。隨著我國工業(yè)的開展，沖壓制件類型、工藝的復(fù)雜化以及人性化消費要求，手工送料的沖壓加工消費由于存在著效率、速度、精度、平安等方面的一系列問題，沖壓消費的手工送料已逐漸由自動送料機構(gòu)所取代，從而進一步滿足了沖壓消費自動化，大幅度提高消費節(jié)拍、消費質(zhì)量等的要求【】。隨

19、著電子、計算機、自動控制以及精細(xì)機械與測試技術(shù)的不斷提高和開展，數(shù)沖壓設(shè)備與自動送料安裝也在隨著數(shù)控機床的開展而在迅速開展和演化，概括起來要表如今以下一些方面：()高精度化當(dāng)代工業(yè)產(chǎn)品對精度的要求越來越高，很多精細(xì)零件的誤差范圍要求在微米內(nèi)，與之相順應(yīng)，在計算機技術(shù)開展的推進下，各種加工精度補償技術(shù)得到了運用開展。作為數(shù)控自動化的輔助安裝，自動送料安裝的精度會直接影響產(chǎn)品的精度，追自動送料安裝的高精度化是永久的主題，這主要表如今定位和進給量的大小上。()高速度化提高消費效率主要表如今提高機床主軸的轉(zhuǎn)速和送料的進給量方面，如日本DIMAC公司消費的NC伺服輥輪送料機，能實現(xiàn)延續(xù)高速送料，最高速度

20、可以達(dá)m/min，使機床的加工效率大幅提高。()高柔性化市場競爭的日益猛烈，利用最少的設(shè)備來消費盡能夠多的沖壓制件，間接的降消費本錢成為各個廠家竟相追求的目的之一；同時當(dāng)代產(chǎn)品的多樣化和個性化，對機床提出了更高的柔性加工要求，如在一臺沖壓設(shè)備中完成不同的模具加工等。()高自動化自動化是指在全部加工過程中，減少“人的介入，而能自動地完成規(guī)定的義務(wù)，特別是現(xiàn)代數(shù)控機床與自動送料安裝的結(jié)合，使其真正的高度自動化成為能夠。()高可靠性大規(guī)模集成電路及計算機的運用，使得數(shù)控機床越來越可靠。但是，由于運用場環(huán)境的復(fù)雜性，往往會遭到很多的干擾，所以追求高可靠性是研討的一項重要課題隨著我國沖壓行業(yè)的開展，沖壓

21、設(shè)備性能與世界的接軌，沖壓消費自動化程度的一步提高，對沖壓消費的送料技術(shù)也提出越來越高的要求，以滿足與沖壓設(shè)備的配套。()交流伺服系統(tǒng)自動送料機構(gòu)近多年來，由于電力電子技術(shù)的開展，計算機控制技術(shù)以及現(xiàn)代控制實際的運用，交流伺服驅(qū)動技術(shù)得到了飛速開展。交流伺服自動送料的動力交流伺服電機，具有柔性化、能化的特點，任務(wù)性能和工藝順應(yīng)性很強。在我國，較先進的動送料安裝是深圳力豪公司的NCHF系列三合一伺服系統(tǒng)送料機，它適宜于各種五金電子、電器、玩具伺服送料及汽車零件延續(xù)沖壓加工，送料矯正；送料時可恣意設(shè)送料長度，操作容易，平安及穩(wěn)定性高【】。.選題的背景和意義數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套，在

22、沖孔過程中按照程序設(shè)定控制板料挪動和沖床沖孔，實現(xiàn)沖孔的高度自動化。該系統(tǒng)在許多行業(yè)都有著廣泛的運用，例如，燈箱制造，飯金、瓶蓋、低壓燈飾。假設(shè)沒有采用數(shù)控沖床送料系統(tǒng)，只能將板料裁減成一條一條的，然后人工送料，存在著危險、效率低、工序多資料利用率低等問題。近年來，由于計算機控制技術(shù)、檢測技術(shù)及電力電子技術(shù)的開展提高，交流伺服技術(shù)越來越多的運用到?jīng)_壓消費領(lǐng)域，使得沖壓消費自動化、智能化、柔性化的程度大大提高，但作為數(shù)控沖床的輔助安裝自動送料機構(gòu)，不斷沒有得到應(yīng)有的注重。自動送料機構(gòu)作為沖壓加工消費實現(xiàn)自動化的最根本的要求，它的自動化程度高低，直接影響著沖壓消費效率、消費節(jié)拍以及沖壓消費整體自動

23、化程度，只需其自動化程度與沖壓設(shè)備相匹配甚至高于沖壓設(shè)備，才可以實現(xiàn)沖壓消費的完全自動化.因此，在開展沖壓成形設(shè)備的同時，給予送料機構(gòu)足夠的注重和研討是有著其實踐的意義。.本課題的研討現(xiàn)狀我國從年開場研制數(shù)控機床，自世紀(jì)年代中期進入適用階段，年代開場，引進日本、美國、德國等國外著名數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)制造商的技術(shù)，使我國數(shù)控系統(tǒng)在性能、可靠性等方面得到了迅速開展。經(jīng)過“六五、“七五“八五及“九五，科技攻關(guān)，我國已掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的中心內(nèi)容。目前我國已有數(shù)控系統(tǒng)(含主軸與進給驅(qū)動單元)消費企業(yè)五十多家，數(shù)控機床消費企業(yè)百余家【】。隨著電子、計算機、自動控制以及精細(xì)機械與測試技術(shù)的不斷提高和開展，

24、數(shù)控沖壓設(shè)備與自動送料安裝也在隨著數(shù)控機床的開展而在迅速開展和演化。沖壓消費的自動化，手工送料逐漸由自動送料機構(gòu)所取代，從而進一步滿足沖壓消費自動化，大幅度提高消費節(jié)拍、消費質(zhì)量，己是“大勢所趨，但結(jié)合我國的實踐國情及消費設(shè)備的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備在相當(dāng)長的一段時間里能夠還要進展“服役，要完全實現(xiàn)自動化能夠還要有很長的一段路要走【】。數(shù)控沖床送料系統(tǒng)由沖床、兩坐標(biāo)任務(wù)臺及數(shù)控系統(tǒng)組成，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的程序及沖孔工藝要求，控制任務(wù)臺承載著板料作相應(yīng)的挪動，走到該沖孔的地方便控制沖床沖孔【】，根據(jù)現(xiàn)有控制系統(tǒng)的構(gòu)造方式，大致可以分成如下幾類：(l)公用的數(shù)控系統(tǒng)國外的有法那克、西門子等數(shù)控系

25、統(tǒng)，國產(chǎn)的有武漢華中、廣州數(shù)控等，公用的數(shù)控系統(tǒng)具有控制精度高，編程才干強，系統(tǒng)可靠性高，待開發(fā)的功能多等優(yōu)點，但對于沖床來說由于它是屬于點位控制，控制相對簡單假設(shè)選用造價昂貴的公用系統(tǒng)無疑是資源上的一種浪費。()單片機控制單片機具有構(gòu)造簡單、運用方便、價錢廉價等優(yōu)點，它更善長于數(shù)據(jù)計算與數(shù)據(jù)處置，普通更廣泛的被運用于數(shù)據(jù)采集和中央控制室控制，完全由單片機控制，特別是運動控制臺也由單片機直接發(fā)送脈沖控制，這種方式下，單片機的負(fù)荷特別重。再者，由于單片機不是專門針對工業(yè)現(xiàn)場的自動化控制而設(shè)計的，所以運用到現(xiàn)場時必需對煩瑣的接口電路進展設(shè)計，比如輸入輸出接口電路中的禍合電路、隔離電路及驅(qū)動電路，另

26、外工業(yè)現(xiàn)場的電磁等干擾信號，會對單片機產(chǎn)生劇烈的干擾，所以采用單片機直接進入現(xiàn)場控制對其進展抗干擾處置也是不得不思索的問題。()PLC控制這種設(shè)計方案簡單，硬件可選范圍廣，并且軟件編程容易， 直接經(jīng)過梯形圖編程即可完成相應(yīng)功能，調(diào)試普通也不會出現(xiàn)太大問題但是這種方案系統(tǒng)造價比較高，在本錢要求嚴(yán)厲的場所很難思索，靈敏性也比較差，容易呵斥系統(tǒng)資源浪費。所以這種方案普通用在比較大型的流水線消費設(shè)備上，在數(shù)控沖床的自動送料系統(tǒng)，特別是在中小型消費線中，很少采用這種方案【】。經(jīng)過綜合分析以上各種控制方式的特點，他們可以看出現(xiàn)有自動送料系統(tǒng)并不能很好滿足數(shù)控沖床的控制要求和實踐消費需求。因此，.根據(jù)數(shù)控沖

27、床的控制特點，選用新型的控制器，設(shè)計出數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)，對于實踐工業(yè)消費和制造具有重要意義。.論文的主要內(nèi)容和構(gòu)造本課題主要采用上下位機的方式設(shè)計自動送料安裝，主要任務(wù)是下位機電機控制系統(tǒng)的設(shè)計。采用位ARM微處置器SCA作為主控制器，移植實時操作系統(tǒng)Linux構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的操作平臺，運用Qt/Embeded設(shè)計可視化圖形用戶界面，經(jīng)過ARM的PWM輸出脈沖控制X、Y軸電機運動。本論文的各章節(jié)內(nèi)容安排如下：第一章緒論。引見本課題的背景和意義!數(shù)控沖床及自動送料系統(tǒng)開展現(xiàn)狀與趨勢及論文各章節(jié)內(nèi)容的安排；第二章數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)運動控制器的軟!硬件總體設(shè)計；第三章運動控制原理。引見了本系統(tǒng)

28、采用的粗插補和精插補算法及速度控制戰(zhàn)略；第四章基于ARM的嵌入式自動送料運動控制器進給伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計。設(shè)計了運動控制器的接口電路；第五章自動送料系統(tǒng)運動控制器的軟件設(shè)計；第六章總結(jié)第章 自動送料運動控制系統(tǒng)總體設(shè)計. 系統(tǒng)設(shè)計原那么基于PC構(gòu)造的數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)功能強大，但本錢過高，構(gòu)造復(fù)雜，可靠性低，不適用于中小型的數(shù)控系統(tǒng)。在進展數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)的運動控制研討設(shè)計時，汲取了國內(nèi)外高檔數(shù)控系功能低檔化運用的勝利閱歷，適當(dāng)?shù)剡\用了中高檔數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計的思想，系統(tǒng)采用犯位ARM芯片作為從CPU進展控制，以研制適用于傳統(tǒng)數(shù)控沖床的通用型自動送料運動控制系統(tǒng)為目的，對原有傳統(tǒng)數(shù)控機床進展改造

29、，節(jié)約技術(shù)改造本錢。為了使設(shè)計合理，使系統(tǒng)最優(yōu)化和獲得最正確的設(shè)計效果，必需遵照一定的設(shè)計原那么：(l)模塊化：軟硬件設(shè)計時要對系統(tǒng)進展模塊劃分，得出模塊框架，這樣可以使系統(tǒng)層次更加明晰，設(shè)計任務(wù)更有針對性，設(shè)計時可按照模塊框架對系統(tǒng)進展設(shè)計!調(diào)試和糾錯。()先進性：硬件設(shè)計時根據(jù)功能需求選擇適用于系統(tǒng)的功能強大的最新芯片，這樣的芯片不僅可以保證系統(tǒng)技術(shù)新，市場上的生命周期長，而且可以滿足高精度和高可靠性的要求，大大簡化電路設(shè)計，保證系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。()可擴展性：設(shè)計電路時要留有余地，以便未來修正和擴展的需求。硬件電路不像軟件那樣可以經(jīng)過修正或添加某個算法就可以晉級，它往往需求徹底交換和重

30、新設(shè)計來更新?lián)Q代。因此，在選擇芯片時，可在滿足實踐需求的根底上選取較大容量的型號，留有一定的存儲空間以便以后添加數(shù)據(jù)：設(shè)計電路時也要思索到系統(tǒng)開展趨勢，預(yù)留一些接口以便未來進展功能擴展。()軟件功能替代硬件功能：軟件一旦被調(diào)試好，其壽命、穩(wěn)定性和擴展性都比硬件好得多。因此，在實時性允許的條件下，可以用軟件完成的功能，就不用硬件，這樣不僅節(jié)省了本錢，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。()可靠性及抗干擾設(shè)計是硬件系統(tǒng)設(shè)計不可短少的一部分。從芯片、器件選擇、濾波、印刷電路板布線、輸入/輸出通道隔離等等各方面下功夫，最大限制地降低干擾【】。 . 數(shù)控沖床系統(tǒng)的組成數(shù)控沖床系統(tǒng)主要由數(shù)控安裝伺服系統(tǒng)和沖床本體組成

31、，構(gòu)造如圖-所示：圖- 位ARM芯片數(shù)控沖床組成框圖任務(wù)過程是經(jīng)過鍵盤把加工程序輸入給數(shù)控安裝，經(jīng)過數(shù)據(jù)處置后把控制信息送給伺服系統(tǒng)，然后完成沖頭和任務(wù)臺之間相互協(xié)調(diào)的循環(huán)運動。. 沖床數(shù)控自動送料系統(tǒng)的總體設(shè)計數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的中心，自動完成用戶加工程序的輸入存儲處置功能、字符及圖形顯示、自診斷、數(shù)據(jù)運算、插補計算以及位置控制等功能【】。其中數(shù)控機床對實時性要求較高的功能有數(shù)據(jù)運算、插補計算、位置控制。自動送料系統(tǒng)主要經(jīng)過伺服進給系統(tǒng)進展運動控制來完成自動送料的加工過程【】。本文硬件設(shè)計重點在于對伺服進給系統(tǒng)中心運動控制卡和與伺服電機接口電路的設(shè)計。.沖床數(shù)控系統(tǒng)硬件構(gòu)造設(shè)計思索到數(shù)控沖床

32、自動送料系統(tǒng)功能分配的合理性和任務(wù)的協(xié)調(diào)性，系統(tǒng)硬件采用位ARM芯片構(gòu)造方式來實現(xiàn)對伺服電動機的控制。CPU系統(tǒng)由犯位ARM芯片、液晶顯示器、鍵盤輸入安裝、數(shù)據(jù)存儲器等構(gòu)成，擔(dān)任處置鍵盤、顯示、網(wǎng)絡(luò)通訊等非實時性任務(wù)：輸入輸出接口、數(shù)據(jù)存儲器等構(gòu)成，擔(dān)任實時性運動控制任務(wù)。本文重點完成了犯位ARM芯片設(shè)計的運動控制器設(shè)計，控制系統(tǒng)硬件構(gòu)造如圖-所示。圖- 上下位機沖床數(shù)控系統(tǒng)硬件構(gòu)造圖可以與上位計算機通訊，經(jīng)過上位機編制加工數(shù)據(jù)，與RAM進展指令的接受以及數(shù)據(jù)的交換任務(wù)。上下位機的構(gòu)造方式可大大提高人機界面的友好性，可經(jīng)過編程加工文件實現(xiàn)復(fù)雜圖形的加工。.沖床數(shù)控系統(tǒng)軟件構(gòu)造設(shè)計根據(jù)數(shù)控沖床自

33、動送料系統(tǒng)的不同設(shè)計，系統(tǒng)可采用以ARM為中心的單片機控制方式，也可采用以上位機為加工數(shù)據(jù)編程的上下位機的控制方式。因此，系統(tǒng)的軟件設(shè)計可以分別設(shè)計。以ARM為中心的單片機控制軟件包括實現(xiàn)人機對話、系統(tǒng)監(jiān)控、指揮整個數(shù)控系統(tǒng)軟件協(xié)調(diào)任務(wù)等，包括CPU系統(tǒng)的初始化、沖床運動形狀和參數(shù)監(jiān)控、用戶加工程序的編輯修正等功能模塊，鍵盤輸入輸出口形狀的定時掃描、插補計算、任務(wù)臺X向和Y向的位控輸出、電機速度控制、數(shù)據(jù)處置等功能模塊。系統(tǒng)主要經(jīng)過C言語和ARM匯編相結(jié)合來實現(xiàn)對各功能模塊的控制。以ARM為中心的單片機控制軟件沖床數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)造如圖-所示：圖- ARM單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)軟件構(gòu)造圖采用上、下位機控

34、制軟件模塊分別如圖-、-所示。圖- 上位機軟件主程序模塊圖- 下位機沖床控制軟件模塊本文重點完成了以ARM為中心的單片機運動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計。. ARM芯核簡介ARM是Advanced RISC Machines的縮寫，是微處置器行業(yè)的一家知名企業(yè)，是全球領(lǐng)先的/位RISC(Reduced Instruction Set Computer)微處置器知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計供應(yīng)商。年，Acorn公司擔(dān)任技術(shù)的小組開發(fā)了世界上第一個商用單片RISC微處置器。年月ARM公司在英國成立，全稱是“Advanced RISC Machines Ltd.由蘋果電腦、Acorn Computer Group和VLSI T

35、echnology結(jié)合建立。ARM在市場上很快就因他們的“低價位的定位和競爭對手區(qū)分開來，而其他公司的定位于“高性能的微處置器架構(gòu)那么主要是高端任務(wù)站方面的運用。和Intel等消費廠商不同，ARM公司的產(chǎn)品并不是芯片，而主要是IP(IntelectualProPerty)，即一整套的設(shè)計成果，包括處置器體系構(gòu)造規(guī)范、詳細(xì)的電路圖、布線圖、分層掩膜圖等，可供芯片消費廠商來消費面向特定運用的微處置器/微控制器芯片【】，ARM公司自年正式成立以來，在位RISC CPU開發(fā)領(lǐng)域不斷獲得突破，其構(gòu)造己從V開展到V。ARM公司設(shè)計一的芯核具有低功耗，低本錢等顯著優(yōu)點，獲得眾多半導(dǎo)體廠家和整機廠商的大力支持

36、，在位嵌入式運用領(lǐng)域曾經(jīng)占有%以上的產(chǎn)品市場，在低功耗、低本錢的嵌入式運用領(lǐng)域確立了市場指點位置【】。如今設(shè)計、消費ARM芯片的國際大公司已超越多家，國內(nèi)中興通訊和華為通訊等公司也已購買ARM公司的芯核用于通訊芯片設(shè)計。目前非常流行的ARM核有ARMTDM，ARM，ARME，ARM和Secure Core。ARM芯片還獲得了許多實時操作系統(tǒng)RTOS(Real Time Operating System)供應(yīng)商的支持，比較有名的有：Windows CE，Linux，pSOS，VxWorks，Nueleus，uC/OS等。ARM系列處置器是英國ARM公司設(shè)計的主流嵌入式處置器，主要包括ARMTDM

37、I和ARME-S等系列。新一代的ARM處置器，經(jīng)過全新的設(shè)計，采用了更多的晶體管，可以到達(dá)兩倍以上于ARM處置器的處置才干。這種處置才干的提高是經(jīng)過添加時鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期實現(xiàn)的。(一)時鐘頻率的提高ARM處置器采用級流水線，而ARM采用級流水線。添加的流水線設(shè)計提高了時鐘頻率和并行處置才干。級流水線可以將每一個指令處置分配到個時鐘周期內(nèi)，在每一個時鐘周期內(nèi)同時有個指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，ARMTDMI處置器的時鐘頻率是ARMTDMI的.-.倍。(二)指令周期的改良指令周期的改良對于處置器性能的提高有很人的協(xié)助 。性能提高的幅度依賴于代碼執(zhí)行時指令的重疊，這實踐上是程序本身的問題

38、。對于采用最高級的言語，普通來說，性能的提高在%左右。Loads指令和Stores指令指令周期數(shù)的改良最明顯的是loads指令和stores指令。從ARM到ARM這兩條指令的執(zhí)行時間減少了%。指令周期的減少是由于ARM和ARM兩種處置器內(nèi)的兩個根本的微處置構(gòu)造不同所呵斥的。()ARM有獨立的指令和數(shù)據(jù)存儲器接口，允許處置器同時進展取指和讀寫數(shù)據(jù)。這叫作改良型哈佛構(gòu)造。而ARM只需數(shù)據(jù)存儲器接口，它同時用來取指令和數(shù)據(jù)訪問。()級流水線引入了獨立的存儲器和寫回流水線，分別用來訪問存儲器和將結(jié)果寫回存放器。以上兩點實現(xiàn)了一個周期完成loads指令和stores指令。互鎖(interlocks)技術(shù)

39、當(dāng)指令需求的數(shù)據(jù)由于以前的指令沒有執(zhí)行完而沒有預(yù)備好就會產(chǎn)生管道互鎖。當(dāng)管道互鎖發(fā)生時，硬件會停頓這個指令的執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)預(yù)備好為止。雖然這種技術(shù)會添加代碼執(zhí)行時間，但是為初期的設(shè)計者提供了宏大的方便。編譯器以及匯編程序員可以經(jīng)過重新設(shè)計代碼的順序或者其他方法來減少管道互鎖的數(shù)量。分枝指令A(yù)RM和ARM的分枝指令周期是一樣的。而且ARMTDMI和ARME-S并沒有對分枝指令進展預(yù)測處置。以ARME-S為例引見ARM處置器的主要構(gòu)造及其特點。ARME-S的主要特點如下：()bit定點RISC處置器，改良型ARM/Thumb代碼交錯，加強性乘法器設(shè)計。支持實時(real-time)調(diào)試；()片內(nèi)指

40、令和數(shù)據(jù)SRAM，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲器容量可調(diào)；()片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器(cache)容量從K字節(jié)到M字節(jié)；()設(shè)置維護單元(protcction unit)，非常適宜嵌入式運用中對存儲器進展分段和維護；()采用AMBA AHB總線接口，為外設(shè)提供一致的地址和數(shù)據(jù)總線；()支持外部協(xié)處置器，指令和數(shù)據(jù)總線有簡單的握手信令支持；()支持規(guī)范根本邏輯單元掃描測試方法學(xué)，而且支持BIST(built-in-self-test)；()支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實時跟蹤指令和數(shù)據(jù)。第章 數(shù)控技術(shù)中的插補運動控制原理.數(shù)控技術(shù)中常用的插補算法對于一個運動控制系統(tǒng)，除了可以實現(xiàn)被控運動對一象的準(zhǔn)確定位

41、之外，還必需實現(xiàn)控制被控運動對象以給定的速度沿著指定的途徑運動，這就是輪廓控制。被控對象的運動軌跡大部分由直線和圓弧這種簡單、根本的曲線構(gòu)成。假設(shè)實踐輪廓由其它二次曲線和高次曲線組成，也可以采用一小段直線或圓弧來擬合，就可滿足精度要求，當(dāng)然也有需求拋物線和高次擬合的情況，這種擬合的方法就是“插補。它是數(shù)控安裝根據(jù)編程時的有限數(shù)據(jù)，按照一定方法產(chǎn)生直線、圓弧等根本線形，并以此為根底完成所需求輪廓軌跡的擬合任務(wù)。因此，對于輪廓控制系統(tǒng)來說，最重要的功能是插補。插補的義務(wù)就是根據(jù)進給速度的要求，在輪廓起點和終點之間計算出假設(shè)干個中間點的坐標(biāo)值。由于每個中間點計算所需的時間直接影響系統(tǒng)的控制速度，而插

42、補中間點坐標(biāo)值的計算精度又影響到數(shù)控系統(tǒng)的控制精度，所以插補算法是整個數(shù)控系統(tǒng)控制的中心。目前，各種常用的插補算法大致分為脈沖增量插補和數(shù)字采樣插補兩類。前者主要運用在步進電機驅(qū)動的控制系統(tǒng)；后者主要用于交!直流伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可用于以步進電機為伺服驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)。目前所運用的中高端CNC系統(tǒng)中，大多數(shù)采用數(shù)字采樣插補方法【】。基準(zhǔn)脈沖插補基準(zhǔn)脈沖插補又稱為脈沖增量插補，其特點是每次插補終了向每個運動坐標(biāo)輸出基準(zhǔn)脈沖序列，每個脈沖代表了最小位移，脈沖序列的頻率代表了挪動的速度，脈沖的數(shù)量代表了位移量。基準(zhǔn)脈沖插補的實現(xiàn)方法較簡單，容易用硬件實現(xiàn)。此種方法包括逐點比

43、較法、數(shù)字積分法(DDA)等。數(shù)據(jù)采樣插補數(shù)據(jù)采樣插補又稱為數(shù)字增量插補。其特點是產(chǎn)生的不是單個脈沖，而是規(guī)范二進制字。插補運算分兩步完成，第一步為粗插補，是在給定起點和終點的曲線之間插入假設(shè)干個點，即用假設(shè)干條微小直線段來逼進給定曲線。粗插補在每個插補運算周期中計算一次，因此，每一微小直線段的長度和速度和插補周期有關(guān)。第二步是精插補，它是在粗插補算出的每一微小直線段的根底上再做“數(shù)據(jù)點密化任務(wù)。這一步相當(dāng)于對直線的脈沖增量插補，此種方法常用的有時間分割法。. 粗插補時間分割法是CNC系統(tǒng)中較為廣泛采用的一種粗插補計算方法。它是把加工一段直線或圓弧的整段時間細(xì)分為許多相等的時間間隔，稱為插補周

44、期(單位時間間隔)。每經(jīng)過一個單位時間間隔就進展一次插補計算，算出在這一間隔內(nèi)各坐標(biāo)軸的進給量，邊計算邊加工，直到加工終點。采用時間分割法時，在加工某不斷線或圓弧的加工指令中必需給出加工進給速度V，先經(jīng)過速度計算，將進給速度分割成單位時間間隔的插補進給量f(或稱為輪廓步長)，又稱為一次插補進給量。例如，設(shè)機床的進給速度F(mm/min)，插補周期T(ms)，每個插補周期的進給量為FT(um)，那么FT=FT/，按上式計算除一次插補進給量f后根據(jù)刀具運動軌跡與各坐標(biāo)軸的幾何關(guān)系，就可以求出各軸在一個插補周期內(nèi)的插補進給量，按時間間隔以增量方式給各軸送出一個插補增量，經(jīng)過驅(qū)動部分使機床完成預(yù)定軌跡

45、的加工。時間分割法又稱為數(shù)據(jù)采樣插補，由上述分析可知，此類算法的中心問題是如何計算各坐標(biāo)軸的增長數(shù)，有了前一插補周期末的動點位置值和本次插補周期內(nèi)的坐標(biāo)增長段，就很容易計算出本插補周期末的動點命令位置坐標(biāo)值。對于直線插補來講，插補所構(gòu)成的輪廓步長子線段與給定的直線重合，不會呵斥軌跡誤差。而在圓弧插補中，因要用切線或弦線來逼近圓弧，因此不可防止地會帶來輪廓誤差。其中切線近似具有較大的輪廓誤差而不大采用，常用的是弦線逼近法。. 精插補精插補的義務(wù)是將粗插補得到的各軸直線進給量變換成進給脈沖序列以控制電機的運動。數(shù)字積分法又稱為DDA法(Digital Differential Analyzer)，

46、其易于用硬件邏輯電路實現(xiàn)積分運算，可以在FPGA模塊中實現(xiàn)，而不占用CPU資源；脈沖分配均勻，易于實現(xiàn)多坐標(biāo)直線插補聯(lián)動或描畫平面上各種函數(shù)曲線，精度也能滿足要求。. 數(shù)字積分法的根本原理根據(jù)積分的根本原理，函數(shù)X=F(t)在區(qū)間TT范圍內(nèi)的積分就是該函數(shù)曲線與橫坐標(biāo)T在TT內(nèi)所圍成的面積，并可近似地看成曲線下假設(shè)干個矩形面積之和即：S=F(t)dt=t -取的最小單位為時，那么： S= -. DDA直線插補器下以X、Y兩軸直線插補為例，設(shè)計DDA直線插補器。其任務(wù)過程為：發(fā)一個插補迭代脈沖，將被積增量坐標(biāo)存放器中的坐標(biāo)值與余數(shù)存放器中的余數(shù)累加一次，當(dāng)累加結(jié)果大于累加器容量時，便向相應(yīng)的坐標(biāo)

47、軸方向發(fā)出溢出進給脈沖，并將余數(shù)存入余數(shù)存放器中。經(jīng)過n次累加后，X軸與Y軸分別或同時到達(dá)直線終點。四軸聯(lián)動與以上討論的兩軸聯(lián)動的精插補運算原理一樣，只需同時設(shè)計四個積分器就可實現(xiàn)。.速度的控制方法在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，加減速控制普通采用軟件實現(xiàn)，這樣給系統(tǒng)帶來較大的靈敏性。從速度控制的時序來看，加減速控制分為如下兩種： (l)前加減速控制前加減速控制是指加減速控制放在插補之前，其原理是：首先調(diào)用加減速控制模塊由該模塊根據(jù)加減速控制曲線及NC程序指令所給定的進給速度對加工軌跡進展加減控制，得到當(dāng)前插補周期的合成進給速度，然后調(diào)用插補模塊根據(jù)合成速度進展相關(guān)理，得到當(dāng)前插補周期的合成進給量，最后把合

48、成進給量分配到各軸。前加減速控制的優(yōu)點是：由于僅對合成進給速度進展控制，因此，它不會影響實插補輸出的位置精度。前加減速控制的缺陷是：需求預(yù)測減速點，而這個減速點要根實踐刀具位置與當(dāng)前被加工的加工軌跡的終點之間的間隔 來確定，所以完成預(yù)測減速的任務(wù)量較大。()后加減速控制后加減速控制是指加減速控制放在插補之后，其原理是：首先調(diào)用插補模塊，經(jīng)模塊利用NC程序指令所給定的進給速度對加工軌跡進展相關(guān)處置后，得到當(dāng)前插補期的合成進給量，然后將合成進給量分配到各軸，最后各軸獨立調(diào)用加減速控制模塊現(xiàn)加減速控制。與前加減速控制不同，后加減速控制是當(dāng)插補為零時，各軸經(jīng)過延伸一定的時間漸接近當(dāng)前被加工的加工軌跡的

49、終點，它不需求預(yù)測減速點，因此，計算量較小。后減速的缺陷是：由于它對各運動坐標(biāo)軸分別進展控制，所以在加減速控制以后，實踐坐標(biāo)軸的合成位置能夠不準(zhǔn)確。但是，這種影響僅存在于加減速過程中，當(dāng)系統(tǒng)進入勻速形狀時，這種影響就不存在了。本數(shù)控系統(tǒng)的加減速控制采用加減速曲線模型為直線的前加減速控制，其緣由有方面：一方面，處置器的計算才干完全可以滿足前加減速控制的計算；另一方面，高精度是數(shù)控系統(tǒng)開展的重要趨勢，而后加減速控制在加減速控制過程中，影響加工精度這樣數(shù)控機床在延續(xù)加工假設(shè)干個長度較小的加工段時，假設(shè)不斷沒有進入勻速形狀，會導(dǎo)致加工段的精度較低。第章 自動送料運動控制系統(tǒng)硬件設(shè)計. SCA微處置器簡

50、介目前ARM所提供的/位嵌入式RISC內(nèi)核主要有以下幾個系列：ARM、ARM、ARME、ARM和SecurCore，Intel的StrongARM和Xscale等。其中每一類又根據(jù)其各自包含的功能模塊而分成多種構(gòu)成。每個系列的產(chǎn)品設(shè)計都盡量遵照高性能、低功耗的原那么以滿足用戶日益復(fù)雜的運用需求。SC微處置器是一款由Samsung半導(dǎo)體公司推出的高性能、低功耗、高集成度并具有工業(yè)級溫度范圍和性能的微處置器，該產(chǎn)品采用.微米制成的CMOS處置器。C基于ARM公司的ARMT處置器核，是一款高度集成的芯片，內(nèi)核速度為MHz，內(nèi)核電壓為.V，采用/位ARMTRJSC中心。該處置器主要面向嵌入式設(shè)備，具有

51、性價比高、功耗低的特點，并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好，具有較強的控制才干和豐富的片內(nèi)資源【】。SC芯片提供了一套比較完好的通用系統(tǒng)的外圍設(shè)備，并且使得這個系統(tǒng)耗費最小。片上集成的功能主要包括以下幾個方面【】：.V內(nèi)核供電，.V/.V/.V存儲器供電，.V外部FO供電，具備KB的I-Cache和KB的DCache/MMU微處置器。外部存儲控制器(SDRAM控制和片選邏輯)、 LCD控制器(最大支持K色STN和K色TFT)，提供通道LCD公用DMA，通道DMA并有外部懇求引腳，通道UA衛(wèi)T(UDAI.，字節(jié)TxFIFO，和字節(jié)RxFIFO)，通道SPI，通IC-BUS接口(多主支持)

52、，通IC-BUS音頻編解碼器接口，AC解碼器接口兼容SD主接口協(xié)議.版和MMC卡協(xié)議.兼容版，端口USB主機八端口USB設(shè)備(.版)，通道PWM定時器和通道內(nèi)部定時器/看門狗定時器，通道比特ADC和觸摸屏接口具有日歷功能的RTC，相機接口(最大*%像素的投入支持*像素的投入，支持縮放)，個通用I/O口和通道外部中斷源，具有普通，慢速，空閑和掉電方式，具有PLL片上時鐘發(fā)生。.存儲器接口電路Flash存儲器又稱閃存,它是一種可在系統(tǒng)(In-System)進展電擦寫,掉電后信息不喪失的存儲器.它具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程(燒寫)、擦除等特點,并且可由內(nèi)部嵌入的算法完成

53、對芯片的操作,因此其在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的運用。作為一種非易失性存儲器,Flash在系統(tǒng)中用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需求保管的用戶數(shù)據(jù)等。NANDFlash儲存器的銜接圖如以下圖-所示：圖- NANDFlash儲存器銜接圖與Flash存儲器相比較,SDRAM存儲器不具有掉電堅持?jǐn)?shù)據(jù)的特性,但其存取速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Flash存儲器,具有隨機讀/寫的特點,因此,SDRAM在系統(tǒng)中主要用作程序的運轉(zhuǎn)空間,數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。當(dāng)系統(tǒng)啟動時,CPU首先從復(fù)位地址x處讀取啟動代碼,在完成系統(tǒng)的初始化后,程序代碼普通應(yīng)調(diào)入SDRAM中運轉(zhuǎn),以提高系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速度;同時系統(tǒng)運用程序、用戶堆棧及運

54、轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)也都放在SDRAM中【】。SDRAM儲存器的銜接圖如圖-所示：圖- SDRAM儲存器銜接圖由于SC最小尋址單位為一字節(jié),而AMLVDB選用Mbit的存儲方式,最小存儲單位是字節(jié),所以用SC的ADDR-ADDR與AMLVDB的地址總線A-相連,ADDR不與NOR Flash芯片相連。BYTE是NOR Flash芯片讀寫方式的選擇,高電平對應(yīng)bit方式,低電平對應(yīng)bit方式,本文運用的是bit方式,直接接.V電源。NOR Flash的讀寫方式根本與內(nèi)存一樣,可以直接在其地址范圍內(nèi)進展讀寫,這樣將啟動程序拷貝到NORFlash里面,上電后便可以直接運轉(zhuǎn)【】。圖-為NORFlash儲存器的銜接圖

55、：圖- NORFlash儲存器銜接圖.通訊模塊通訊模塊主要實現(xiàn)上下位機的通訊以及程序的調(diào)試,本文主要設(shè)計了三種通訊模塊,串口通訊、USB通訊以及JTAG接口。串口通訊電路圖如-所示：.串口通訊模塊幾乎一切的微控制器、PC都提供串行接口,運用電子工業(yè)協(xié)會(EIA)引薦的RS-C規(guī)范,這是一種很常用的串行數(shù)據(jù)傳輸總線規(guī)范。由于串行通訊方式具有運用線路少、本錢低的特點,特別是在遠(yuǎn)程傳輸時,防止了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在進展串行通訊時,要求通訊雙方都采用一個規(guī)范接口,使不同的設(shè)備可以方便地銜接起來并進展通訊。RS接口是目前最常用的一種串行通訊接口,它是在年由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)結(jié)合貝

56、爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端廠家共同制定的用于串行通訊的規(guī)范。串口通訊電路圖如-所示：圖- 串口通訊銜接圖RS-C規(guī)范采用芯或芯接口,以芯接口最為常見。要完成最根本的串行通訊功能,實踐上只需求RXD、TXD和GND即可。但RS-C規(guī)范所定義的高低電平信號和嵌入式系統(tǒng)接口的LVTTL電路所定義的高低電平不同,LVTTL的邏輯“對應(yīng).V,邏輯“對應(yīng)V.V,而RS-C規(guī)范采用負(fù)邏輯方式,邏輯“對應(yīng)-V-V,邏輯“對應(yīng)巧+V+lV。. USB通訊USB是在年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司結(jié)合提出的。USB用一個針插頭作為規(guī)范插頭,采用菊花鏈方式可以把一切的外設(shè)銜接起來,最

57、多可以銜接個外部設(shè)備,并且不會損失帶寬。USB具有傳輸速度快(USB.Lshi Mbps,USB.是Mbps,USB.是Gbps),運用方便,支持熱插拔,銜接靈敏,獨立供電等優(yōu)點。在本文中,主要經(jīng)過USB接口將上位機的加工代碼傳送到下位機當(dāng)中,故采用USBHost接口,SCA自帶端口USB主機八端口USB設(shè)備(.版)。. JTAG接口JTAG(Joini Test Action Group)是一種國際規(guī)范測試協(xié)議,主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進展仿真、調(diào)試,JTAG技術(shù)是是一種嵌入式調(diào)試技術(shù),它在芯片內(nèi)部封裝了測試電路,經(jīng)過公用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進展測試。目前大多數(shù)比較復(fù)雜的器件都支

58、持JTAG協(xié)議,如ARM,DSP,FPGA等。規(guī)范的JTAG接口是線:TMS、TCK、TDI、TDO,分別為方式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。JTAG測試允許多個器件經(jīng)過JTAG接口串連在一同,構(gòu)成一個JTAG鏈,能實現(xiàn)對各個器件分別測試。JTAG接口還常用于ISP(In-SystelnProgrammble,在線編程)功能,如對Flash器件進展編程等經(jīng)過JTAG接口,可對芯片內(nèi)部的一切器件進展訪問,因此是開發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡約高效的手段。目前JTAG接口的銜接有兩種規(guī)范,即針接口和針接口。接口電路圖如圖-所示：圖- JTAG接口電路. LCD觸摸屏模塊為了操作上的方便,人們用觸摸屏

59、來替代鼠標(biāo)或鍵盤。任務(wù)時,首先用手指或其它物體觸摸觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測用戶觸摸位置,接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測安裝上接納觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo),再送給CPU,它同時能接納CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。按照觸摸屏的任務(wù)原理和傳輸信息的介質(zhì),觸摸屏普通分為四種,電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及外表聲波式。電阻式非常配合的電阻薄膜屏,這是一種多層的復(fù)合薄膜,它以一層玻璃或硬塑觸摸屏是利用壓力感應(yīng)進展控制。四線電阻式觸摸屏的特點：高解析度

60、,高速傳輸反響；外表硬度處置,減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處置；具有光面及霧面處置；一次校正,穩(wěn)定性高,永不漂移【】。.硬件抗干擾設(shè)計工業(yè)環(huán)境中的干擾普通是以脈沖方式進入微機系統(tǒng),渠道主要有三條:()空間干擾(場干擾),電磁信號經(jīng)過空間輻射進入系統(tǒng)；()過程通道干擾,干擾經(jīng)過與系統(tǒng)相連的前向通道、后向通道及與其它系統(tǒng)的相互通道進入；()供電系統(tǒng)干擾,電磁信號經(jīng)過供電線路進入系統(tǒng)。在輸入和輸出通道上采用光電隔離器來進展信息傳輸是很有益處的,它將微機系統(tǒng)與各種傳感器、開關(guān)、執(zhí)行機構(gòu)從電氣上隔分開來,很大一部分干擾將被阻撓。在輸入輸出通道上應(yīng)采用一過壓維護電路,以防引入高電壓,損傷微機系統(tǒng)。過壓維護電路由