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基于ARM嵌入式的制袋机控制系统设计

作　者: 刘洪志
导　师: 张建红
学　校: 南京林业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: ARM嵌入式 Windows CE PCL6045BL
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


ARM嵌入式系统是集成了ARM技术与嵌入式操作系统的新兴处理器系统，以其面向特定的应用、专用性强、功耗低、成本低的特点，被广泛应用于通信、工业控制等领域。本文就是将ARM嵌入式系统应用到制袋机的控制系统中，是对低成本、高性能的制袋机控制系统研究的一个新的尝试。制袋机控制系统包括定长、定位、牵引、热封、纠偏等模块，本文将基于ARM嵌入式技术对制袋机控制系统进行相对性的设计与研究。本文选用了基于ARM9内核的AT91SAM9263处理器以及开发环境集成的实时嵌入式系统Windows CE作为开发平台，采用运动控制芯片PCL6045BL作为控制伺服电机实现定长运动的控制器，设计符合技术发展的制袋机控制系统。本论文的重点有两方面的内容：ARM嵌入式制袋机控制系统的软硬件设计以及运动控制芯片PCL6045BL控制方法的研究。具体研究内容如下：1.对基于ARM嵌入式的制袋机控制系统进行硬件设计，包括对主电机控制电路、ARM控制器与运动控制芯片的连接电路、I/O扩展电路、差分输入输出驱动电路、温度控制模块电路、触摸屏电路和电源电路等电路进行设计。2.对基于Windows CE的控制系统进行软件设计。介绍Windows CE系统的特点、体系结构以及软件的开发流程，并对控制系统相关的人机界面进行了设计，实现嵌入式系统的实时多任务处理功能。3.对运动控制芯片PCL6045BL的运动控制进行介绍。阐述了PCL6045BL的运动模式和运动控制的方法以及实现过程，对制袋机定长运动的软件实现进行了设计，并对整个电路的硬件进行了调试。最后对本课题的研究内容进行总结，并对基于ARM嵌入式的制袋机控制系统的发展进行了展望。

全文目录


致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 课题研究的来源  10
  1.3 热封式制袋机结构及工作原理介绍  10-11
  1.4 热封式制袋机国内外研究发展概况  11-12
  1.5 论文主要研究内容  12-13
第二章 制袋机功能研究与方案设计  13-18
  2.1 制袋机工艺流程及控制要求  13-14
    2.1.1 制袋机的工艺流程  13
    2.1.2 制袋机对控制的要求  13-14
  2.2 控制系统设计目标  14-15
  2.3 模块各子系统划分与流程安排  15-17
  2.4 本章小结  17-18
第三章 制袋机控制系统硬件设计  18-37
  3.1 系统的硬件总体设计  18-19
    3.1.1 系统需求分析  18
    3.1.2 系统的总体原理框图  18-19
  3.2 主要器件介绍  19-21
    3.2.1 ARM 处理器 AT91SAM9263  19-20
    3.2.2 运动控制芯片 PCL6045BL  20-21
  3.3 控制系统子模块硬件设计  21-33
    3.3.1 主电机控制电路  21-23
    3.3.2 AT91SAM9263 与 PCL6045BL 总线连接  23-25
    3.3.3 差分输入输出驱动电路  25-27
      3.3.3.1 差分输出电路  25-26
      3.3.3.2 差分输入电路  26-27
    3.3.4 I/O 口扩展电路  27
    3.3.5 开关量输入输出电路  27-29
    3.3.6 温度模块控制电路  29-30
    3.3.7 USB 设计电路  30-31
    3.3.8 通讯模块电路  31-32
    3.3.9 触摸屏硬件电路  32
    3.3.10 电源电路  32-33
    3.3.11 复位电路  33
  3.4 硬件电路防干扰措施  33-36
    3.4.1 干扰的来源  34
    3.4.2 应对的措施  34-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章 基于 Windows CE 嵌入式系统的软件设计  37-49
  4.1 Windows CE 嵌入式操作系统  37-40
    4.1.1 嵌入式系统简介  37
    4.1.2 嵌入式操作系统  37-38
    4.1.3 Windows CE 的特点  38-39
    4.1.4 Windows CE 的体系结构  39-40
  4.2 Windows CE 应用程序开发  40-43
    4.2.1 搭建 wince6.0 开发环境  40-41
    4.2.2 下载并烧写 wince 镜像  41-42
    4.2.3 应用程序开发测试  42-43
  4.3 基于嵌入式的人机界面设计  43-48
    4.3.1 控制系统主界面设计  43-44
    4.3.2 主界面的软件设计  44-46
    4.3.3 主界面的软件实现  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章 制袋机控制系统的软件设计  49-61
  5.1 控制系统的总体软件设计  49-51
  5.2 485 串口通讯软件设计  51-54
    5.2.1 变频器 Modbus 通讯设置  51-53
    5.2.2 串口通讯软件设计  53-54
  5.3 运动控制芯片定长定位控制的软件设计  54-57
    5.3.1 制袋机定长定位实现  54-55
    5.3.2 运动控制芯片脉冲发送控制  55-57
  5.4 温度控制软件设计  57-58
  5.5 运动控制芯片的硬件调试  58-60
  5.6 本章小结  60-61
第六章 总结与展望  61-63
  6.1 总结  61-62
  6.2 展望  62-63
参考文献  63-65
附录 1 AT91SAM9263 核心板引脚图  65-66
附录 2 运动控制芯片 PCL6045BL 引脚图  66-67
附录 3 制袋机控制系统原理图  67-68
附录 4 ARM 外围模块硬件设计  68-69
详细中文摘要  69-70
详细英文摘要  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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