基于嵌入式的数控雕刻机软硬件设计

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1、摘要本文研究设计了一种基于ARM7_I’DMI(S3C44BOX)处理器的嵌入式应用系统，并完成了系统的软硬件设计。系统充分利用了ARM7处理器高性能、低功耗、低成本以及内部集成了众多控制器的优点，扩展了平台的通用接口。本系统应用于高速数控雕刻机，以LCI)为人机可视化操作界面，以编码键盘为操作控制部分，以嵌入式处理器S3C44BOX芯片为核心，文件数据经USB口读取u摄中的雕刻数据文件暂存于SDRAM中，经嵌入式处理器进行相关算法处理，得出相应参数传送到FPGA，由FPGA控制输出脉冲和脉冲间延时，通过高速光耦隔离(2MBit／s)后输出，控制步进电机的运转。本系统的硬件核心是三星公司出品的

2、嵌入式处理器S3C44BOX，软件平台采用了源码开放的嵌入式操作系统t*C／OS—II。本文探讨了嵌入式系统相关软硬件的实现。首先，设计了以S3C44BOX为核心的嵌入式系统硬件平台；其次，移植了I．tC／OS—II嵌入式操作系统，并充分运用了它的中断控制和任务的通信与同步；最后，实现了软硬件的协同操作。关键词：嵌入式系统，S3C44BOX，gC／OS—II，LCD，USBABSTRACTInthispaper,anEmbeddedApplicationSystembased011ARM7TDMI(S3C44BOX)isproposedaswellasdesigned．Thissystemis

3、developedbasedonhi曲performance，lowcostandmanycontrollersinsideoftheembeddedprocessor，andenlargedGPIOfortheplatofthehardwareandsoftware．Thissystemisappliedtothehigh·speednumericalcontrolcarvingmachine．ShowtheoperateinterfacebyLCD，inputthecontrolcodefromthekeyboard，thedataisreadedfromtheUSBinterfacean

4、dstorethatinSDRAM．DealwithdatabytheembeddedprocesserandtransmitedafewofparameterstoFPGA．Then，theelectromotor’SoutputiscontrolledbyFPGA．Thecoreofthehardwareistheembeddedprocesser(S3C44BOX)，thesoftwareplatadopttheI．tC／OS—tI(itisaembeddedoperationsystemthathaveexotericsoundcode)．Thispaperdescribestheim

5、plementationmethodofthesoftwareandhardwareabouttheembeddedsystem．First，designedtheembeddedsystem’ShardwareplatthathavetheS3C44BOXascore；second，replantedtheembeddedoperationsystem：p．C／OS—II，appliedit’Sinterruptcontrollerandsynchronizationinbetweentasks；finally,achievedthehamaoniOHSoperationbetweenthe

6、softwareandhardware．Keywords：Embeddedsystem，S3C44BOX，I_tC／OS—II，LCD，USBII第一章序论1．1嵌入式系统的发展和特点。嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统是继IT网络技术之后，又一个新的技术发展方向。国内对嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。以8位单片机(或微控制器，MCU)为核心的嵌入式系统早已广泛应用于各个领域，这些应用还处于单机使用的嵌入式低层次阶段。其特点是以MCU为核心，与一

7、些简单的传感器及监测、伺服控制、指示和显示等设备配合，实现一定的测量、显示、信息处理及控制等功能。随着嵌入式设备与INTERNET的广泛结合，手机、PDA、路由器和调制解调器等复杂的高端应用对嵌入式处理器的性能提出了更高的要求。虽然以8位单片机为核心的嵌入式技术不断发展，性能也不断提高，但由于其性能的局限性，已无法满足未来高性能嵌入式技术的发展要求。激烈的市场和技术竞争要求不断提高嵌入式系统的性价