基于ARM9的通用控制器软件设计

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1、中文摘要随着控制技术和计算机科学的快速发展，工业控制器和工业控制软件呈现出了智能化、信息化、通用性和开放性的发展趋势。传统的控制器软件或存在着灵活性差、开发周期长、功能单一等缺点，或成本较高、难以普及；针对目前流行的ARM处理器和控制器PC化的发展趋势，本文提出并设计了一种可组态、多算法、网络化、灵活度高的底层控制器软件，以适应不同的场合与应用。该软件基于ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统，将前者的高性能和后者提供的网络通讯、进程调度等功能充分发挥了出来。该控制器软件基于一种纵向分层和横向分块的正交化软件结构，分设备抽象层、嵌入式操作系统层和应用程序层，不少模

2、块具备了继承性和可重用性特征，为程序的后续开发和升级扩展提供了方便。该软件可以灵活地组态并使用控制器上的AD／DA模拟量通道、I／O输入输出点等硬件资源，提供了常见的几种算法供人选择和配置参数，提供了一种基于公式的I／O点组态机制，同时还可以将底层的运行状态通过Modbus／TCP协议发送到上位机以便监控之用，实现了控制器的通用性、信息化和易用性。为了实现该控制器软件，本人主要做了以下方面的工作：提出了分层分块的控制器软件结构，开发了控制器在Linux下需要的设备驱动程序，修改了Linux操作系统，开发了主控制程序以及各个功能模块，提出了一种基于公式的数字量组态的处

3、理方法，提出了算法加入的接口和准则，并对驱动程序和应用程序的正确性和可用性进行了测试。关键词：ARM嵌入式Linux驱动组态控制算法ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcontroltechnologiesandcomputerscience，industrialcontrollersandtheirsottwarearebecomingmoreandmoreintelligentized，all—purposeandopen．Traditionalcontrollersoftwarehasitscertainshortagesucha

4、slackofflexibility,longdevelopingcircle，lowadaptability,orinotherwaysitistooexpensivetobefullyprevailinginindustrialfields．BasedonpopularARM9microprocessorsandLinuxoperatingsystems，Wehavepresentedanddevelopedakindofnew-type，conflgurable，multi-algorithm，networkedandflexiblecontrollersof

5、tware，whichcouldmakefulluseofARM9processors’highperformance，aswellasthefunctionsprovidedbyLinuxoperatingsystems．Inthedissertation，thecontrollersoftware．isdevelopedfollowingastructureofmulti-layerplusmulti-module．Inthisway,someofthemodulescouldbereusedinotherprogramdevelopmentsorintheup

6、datededitionofsimilarcontrollersoftware．ThissoftwareprogramcouldfreelyUseanyoftheAD／DAchannels，I／Oports，I／0mappingformulas，controlalgorithmsaswellasitsparametersuponusers’inputinformation．Besides，thisprogramcouldalsotransmitthecontroller'srunningstatustoanupper-levelPCbyModbus／TCPproto

7、colformonitoring．Inthisdissertation，akindofcontrollersoRwarestructureofmulti-layerplusmulti·moduleisproposed；theLinuxdevicedriversforthecontrolleraredevelopedandtested；certainnecessarychangestoLinuxsystemismade；allthefunctionmodulesforthemainprogramaredeveloped；aformula—basedmethodis