基于ARM的真空鍍膜機嵌入式控制模塊設(shè)計.pdf

1、傳統(tǒng)工業(yè)控制采用了工控機執(zhí)行過程控制和管理，在工業(yè)控制技術(shù)經(jīng)過結(jié)合嵌入式技術(shù)、計算機技術(shù)以及集成電路技術(shù)后，工業(yè)控制在逐步向降低成本、降低功耗以及增強性能方面發(fā)展。嵌入式設(shè)備的興起能夠解決成本、功耗以及性能問題，而且嵌入式設(shè)備已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如工業(yè)控制、消費類電子、汽車電子等。以ARM系列為代表的嵌入式芯片在目前的工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛，其中針對嵌入式的操作系統(tǒng)大多源碼不開放，裁剪和移植過程比較麻煩。而基于Linu

2、x操作系統(tǒng)源碼開放、系統(tǒng)穩(wěn)定、內(nèi)存管理優(yōu)秀的優(yōu)點，能夠針對工業(yè)控制進行合理的裁剪和開發(fā)。
　　蘭州交通大學(xué)國家綠色鍍膜技術(shù)與裝備工程技術(shù)研究中心成功研制了一系列綠色鍍膜裝備，鍍膜過程采用了工業(yè)控制計算機對裝備進行操作。本系統(tǒng)在國家工程中心研制的ZDL-2051基礎(chǔ)上，以三星公司研發(fā)的S3C2440處理器作為硬件核心，針對鍍膜系統(tǒng)的需要進行了基于ARM架構(gòu)的嵌入式模塊研究與設(shè)計。S3C2440處理器提供了很多接口，主要針對控制，以及

3、娛樂、電子領(lǐng)域。根據(jù)鍍膜裝備的需要，對處理器的接口進行了裁剪，主控電路包括晶振、復(fù)位電路、存儲電路以及電源電路。外圍電路中，根據(jù)鍍膜裝備采集溫度、電壓和電流等設(shè)計了數(shù)據(jù)采集電路;控制系統(tǒng)與PLC、真空計、調(diào)功器以及變頻器之間的通信，設(shè)計了串口、USB接口電路;為方便用戶操作，設(shè)計了觸摸屏、LCD等人機交互接口電路。
　　軟件系統(tǒng)建立在硬件平臺的基礎(chǔ)上，軟件系統(tǒng)的搭建包括內(nèi)核的移植、根文件系統(tǒng)的掛載以及驅(qū)動程序的編寫。采用了U-Bo

4、ot作為內(nèi)核啟動的引導(dǎo)程序，并分析了內(nèi)核的原理和結(jié)構(gòu)，依據(jù)硬件設(shè)計的需要，實現(xiàn)了內(nèi)核的裁剪和配置，使內(nèi)核支持NANDFLASH啟動和掛載根文件系統(tǒng)，并采用Busybox方法完成yaffs根文件系統(tǒng)的制作。通過對內(nèi)核以及根文件系統(tǒng)的設(shè)計，完成了控制系統(tǒng)的核心功能。軟件平臺的搭建很好的支持了硬件的功能。
　　外設(shè)在鍍膜系統(tǒng)的控制下正常工作時，需要接口的輔助，而接口的正常使用需要驅(qū)動程序的支持。本論文中的設(shè)備驅(qū)動程序都是在Linux操作