基于ARM9的SERCOS+Ⅲ通信控制器的设计与实现

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1、摘要摘要SERCOS作为一种国际标准现场总线，适用于工业机械电气设备的控制器与数字伺服装置、IO等设备单元之间实现高速数据通信，具有适用性强、．扩展容易、软硬件资源丰富、数据实时传输等优点。SERCOSIII作为SERCOS的最新版本融入了工业以太网技术，将工业以太网作为数据实时传输的通道，在工业控制领域得到了广泛应用。本课题旨在开发一种基于ARM9处理器的SERCOSIII通信控制器，用于实现数控领域控制器与伺服单元之间高速实时数据通信。主要研究内容包括SERCOSIII协议的工作机理及应用、基

2、于ARM9的嵌入式系统的设计方法、以太网接口电路的设计、基于ADS软件平台的硬件驱动程序设计与验证，具体安排如下：1．系统需求分析，确定系统设计方案。采用通用以太网芯片DM9000A、DM9161，以双绞线和光纤作为数据传输介质的两种设计方案，并对两种方案进行了分析与比较。2．系统硬件电路设计。主要包括核心电路和SERCOSIII扩展电路设计。核心电路包括AT9lRM9200微处理器、FLAHROM与SDRAM等，扩展电路则包括串口调试、双口RAM和以太网接口等电路。在考虑系统电磁兼容性的情况下，

3、完成了硬件电路的印刷电路板设计。3．U-BOOT移植及系统驱动程序设计。根据AT91RM9200的特点，设计系统引导程序U-BOOT，并将其移植到系统中，设计基于FLAHROM和通用以太网芯片DM9000A、DM9161的系统底层硬件驱动程序。4．构建SERCOSIII应用仿真系统。验证SERCOSIII通信控制器的基本功能。关键词：AT91RM9200；以太网；驱动程序；SERCOSIII通信控制器广东工业大学硕士学位论文ABSTRACTAsaninternationalstandardfeil

4、dbus，SERCOSisapplicabletothehigh——speeddatacommunicatingbetweenthecontrolleroftheindustryelectromechanicaldeviceandthedigitalservodevice，IOunitandSOon．Ithasthecharacteristicsoftheapplicability，expansibility，resourcefulsoftwareandhardware，datareal—time

5、ransporting．SERCOSIblendsintotheindustryEthernettechnologyasthelatestSERCOSversion．IttakesEthernetasthechannelofthedatareal—timetransporting，extensiveusedintheindustrycontrolfield．ThisprojectaimsatdevelopingoneSERCOSIIIcontroller．Thecontrollercanbeuse

6、dforthehigh——speedreal——timedatacommunicatingbetweenthecontrollerandservounitsinthenumericalcontrolfeiId．ThekeycontentsincludetheSERCOSIIIprincipleandapplication，theembeddedsystemdesignmethodsbasedonAT91RM9200microprocessor，theinterfacedesigningontheE

7、thernet，thehardwaredriverprogramdevelopingandverifying，asfollows：1．SystemrequirementanalysiSandtentativedesign．PresentandcomparativelyanalyzetwoproposalSbasedontheDM9000A，DM9161generalEthernetchipstousethetwistedpairandfiberopticasthedatatransportingm

8、edia．2．Systemhardwarecircuitdesigning．IncludethekernelcircuitandtheSERCOSIIIexpandcircuit．ThekernelcircuitincludestheAT91RM9200microprocessor，flashROMandSDRAM，etc．TheexpandcircuitiSconsistofserialdebugger，dualportRAM，EthernetinterfaceandSOon．D