設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

２０１０年ｔ１月第３８卷第２２期

機(jī)床與液壓

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

ＮＯＶ．２０１０

Ｖ０１．３８Ｎｏ．２２

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１０．２２．０４０

基于Ｌｉｎｕｘ的ＭＣＸ３１４設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

莊曉奇，張莉君，方敏

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)械與電子信息學(xué)院，湖北武漢４３００７４）

摘要：介紹一種基于Ｓ３Ｃ２４４０的嵌入式Ｌｉｎｕｘ擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)控制芯片ＭＣＸ３１４的設(shè)計(jì)方法，給出運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的硬件接口設(shè)計(jì)方案。著重分析嵌入式Ｌｉｎｕｘ下運(yùn)動(dòng)控制芯片ＭＣＸ３１４設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。并在嵌入式ＧＵＩ解決方案Ｑｔｏｐｉａ的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)具有低功耗、低價(jià)位、效率高等特點(diǎn)，是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：嵌入式“ｎｕｘ；ＭＣＸ３１４運(yùn)動(dòng)控制卡；Ｓ３Ｃ２４４０微處理器；Ｑｔｏｐｉａ中圖分類號(hào)：ＴＰ２７１．４；ＴＰ３１１

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ

文章編號(hào)：１００１－３８８１（２０１０）２２一Ｈ６—３

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ

ＭＣＸ３１４

ＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒＢａｓｅｄ

Ｍｉｎ

ｏｎ

Ｌｉｎｕｘ

ＺＨＵＡＮＧＸｉａｏｑｉ．ＺＨＡＮＧＬｉｊＨａ，ＦＡＮＧ

（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ。ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ

ｍｅｔｈｏｄ

ｗａｓ

Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ

ｔｏ

Ｈｕｂｅｉ

４３００７４，Ｃｈｉｎａ）

ＭＣＸ３１４

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｅｓｉｇｎ

ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｕｓｅｄｅｍｂｅｄｄｅｄ

ｗａｓ

Ｌｉｎｕｘｅｘｔｅｎｄ

ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐ

ｂａｓｅｄ

ｏｎ

￥３Ｃ２４４０．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ

ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｔｆｏｒｍ

ｔｈｅｍｏ－

ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ

ｃｏｎ—

ｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐＭＣＸ３１４ｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒｉｎｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘＷａｓｆｏｃｕｓｅｄｏｎ．ＷｉｔｈｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＧＵＩｓｏｌｕｔｉｏｎｓＱｔｏｐｉａ．ｔｈｅｍｏｔｉｏｎ

ｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｆｉｗａｒｅＷａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＡｓｔｈｅｔｉｄｅｉｎｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｎｕｍｅｆｉｃＭｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｈａｓｐｅｃｕｌｉａｒｉｔｉｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒ，

ｌｏｗｃｏｓｔ，ｈｉＩｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄ

ＳＯ

ｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥｍｂｅｄｄｅｄＬＪｎｕｘ；ＭＣＸ３１４ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐ；￥３Ｃ２４４０ｍｉｃｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；Ｑｔｏｐｉａ

ＮＡＮＤ

數(shù)控技術(shù)是國(guó)防、航空、航天等工業(yè)的核心，被視為戰(zhàn)略物資和戰(zhàn)備性工業(yè)，受到高度重視；而包括位置、速度、加速度、軌跡控制在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制又是數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵，決定數(shù)控系統(tǒng)的性能�；�于單片機(jī)的傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，其運(yùn)行精度、執(zhí)行速度以及實(shí)時(shí)控制性能，已經(jīng)不能很好地滿足當(dāng)前較高要求的工業(yè)加工。

針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)中存在的不足，鑒于嵌入式系

ＦＬＡＳＨｌ６４Ｍ

ＮｏＲＦＬＡＳＨ

２Ｍ

手脈反饋輸入

Ｓ

墨熹蒜

４

Ｍ（’Ｘ３１４

Ｌ一驅(qū)動(dòng)接口及何

運(yùn)動(dòng)控制芯片ｒ１服運(yùn)動(dòng)模塊

一

一Ｓ

統(tǒng)在自動(dòng)控制、系統(tǒng)實(shí)時(shí)性方面的優(yōu)勢(shì)，作者提出一種基于￥３Ｃ２４４０微控制器和ＭＣＸ３１４的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；移植嵌入式Ｌｉｎｕｘ作為該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，重點(diǎn)闡述了嵌入式Ｌｉｎｕｘ下ＭＣＸ３１４設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)原理與方法。并利用Ｑｔｏｐｉａ設(shè)計(jì)了嵌入式Ｌｉｎｕｘ上的圖形化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件，為今后嵌入式Ｌｉｎｕｘ在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，提供一個(gè)可行的方案。

１

溉磊

圖１運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

１．１微控制器電路模決設(shè)計(jì)

微控制器電路模塊主要由以￥３Ｃ２４４０為核心的ＡＲＭ主控板模塊、存儲(chǔ)器單元模塊、具有人機(jī)交互功能的ＬＣＤ顯示模塊以及外部通信模塊電路構(gòu)成。

１．１．１

ＡＲＭ主控板模塊

主控部分所選用的處理器芯片是ＳＵＭＳＵＮＧ公司

系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，主要由￥３Ｃ２４４０

低功耗、高性能的３２位微控制器￥３Ｃ２４４０Ａ。它是一款ＡＲＭ９２０Ｔ體系的微處理器，最高頻率可達(dá)４００ＭＨｚ，內(nèi)部集成ＵＳＢ、ＵＡＲＴ、ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ等控制器，以及配合外圍的網(wǎng)絡(luò)、ＣＰＬＤ、鍵盤／鼠標(biāo)等設(shè)備，可以方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展¨ｏ。

微處理器、ＭＣＸ３１４運(yùn)動(dòng)控制模塊、ＬＣＤ、ＣＰＬＤ以及相應(yīng)的通信接口等構(gòu)成，其硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖１所示。

收稿日期：２００９—１０—１４

作者簡(jiǎn)介：莊曉奇（１９８５一）。男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橹悄軝z測(cè)及控制。電話：１３５１７２９３６５２，Ｅ—ｍａｒｌ：ｑｉｑｉ—ｚｘｑ

＠１６３．ｔｏｍｏ

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

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