基于Linux的步进电机嵌入式控制系统.pdf

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1、２０１５年仪表技术与传感器２０１５第１期ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＮｏ畅１基于Linux的步进电机嵌入式控制系统杨硕，沈振军（上海大学机电工程及自动化学院，上海200072）摘要：对现有的基于单片机的控制系统作出改进，采用ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ架构设计，以Ｌｉｎｕｘ２．６．３２内核作为操作系统，根据步进电机工作原理开发驱动程序模块，利用ＱｔＥｍｂｅｄｄｅｄ-４．８．５-ａｒｍ设计控制界面程序，通过触摸屏实现对步进电机的控制。系统可以独立完成控制，并记录保存系统工作的数据

2、信息，具有良好的移动性和稳定性，可以实现步进电机组的数字化和可视化控制。关键词：步进电机；Ｌｉｎｕｘ；驱动程序；Ｑｔ中图分类号：ＴＰ２７１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－１８４１（２０１５）０１－００７７－０４Linux-basedStepperMotorControlSystemＹＡＮＧＳｈｕｏ，ＳＨＥＮＺｈｅｎ-Ｊｕｎ（SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072）Abstract：Ａ

3、ｉｍｉｎｇａｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａｎｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｄｅ-ｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＡＲＭｐｒｏｃｅｓｓｏｒａｎｄＬｉｎｕｘ２．６．３２ｋｅｒｎｅｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｔｈｅｄｒｉｖｅｒｍｏｄｕｌｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒ．Ｑｔ／Ｅｍｂｅｄｄｅｄ４．８．５ｗａｓａｄｏｐ

4、ｔｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｈｕｍａｎ-ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｓｅｍｉ-ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｆｕｌｆｉｌｌｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｏｕｃｈ-ｓｃｒｅｅｎ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｓｅｐａｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ，ａｎｄｃａｎｒｅｃｏｒｄａｎｄｓａｖｅｔｈｅｄａｔａ．Ｉｔｈａｓｇｏｏｄｍｏｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｏｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｄｉｇｉｔａｌｉｚ

5、ａｔｉｏｎａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｓｔｅｐ-ｐｉｎｇｍｏｔｏｒ．Keywords：ｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒ；Ｌｉｎｕｘ；ＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒｓ；Ｑｔ0引言电区提供３．３Ｖ电压，为以步进电机为主的强电部分提供２４Ｖ以应用为中心的嵌入式系统，藉由软硬件的可裁剪性，实电压。［１］时性和可靠性等优点，已成为目前热门的计算机应用技术；Ｌｉｎｕｘ是一种具有开放性、支持多用户多任务、设备独立性、出色的处理速度、可靠地系统安全和良好的可移植性的操作系统，其内核可根据具体应用需求作出裁剪，这使得

6、基于Ｌｉｎｕｘ的嵌入式应用系统被广泛应用到各个领域中。系统为“神光Ⅱ”项目中晶源片调整架控制系统升级，以ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ为架构，ＬＣＤ作为输出显示设备，电阻式触摸屏作为输入设备，通过控制多组步进电机的转动达到控制调整架的姿态的目的，此外，开发基于ＱＴ的图形界面实现可视化操作。图1系统结构图1系统结构系统搭载运行的Ｌｉｎｕｘ操作系统的内核版本号为２．６．３２．２，系统硬件结构如图１所示。采用基于ＡＲＭ９２０Ｔ内核的运行ｍａｋｅｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ裁剪定制系统，根据实际情况配置相关选Ｓ３Ｃ２４４０

7、Ａ微处理器作为控制系统的中央控制器，由它产生的项，安装必要的设备驱动，配置ｙａｆｆ２ｓ、ＮＦＳ和ＦＡＴ文件系统，最步进电机的控制信号，通过信号处理模块的隔离和放大后实现后生成定制的内核镜像文件ＺＩｍａｇｅ．ｂｉｎ；利用ｍｋｙａｆｆｓ２ｉｍａｇｅ－对步进电机的控制，同时传感器模块实时的检测步进电机的实１２８Ｍ制作ｙａｆｆｓ格式的根文件系统ｒｏｏｔ．ｉｍｇ映像文件。际转动步数，反馈给处理器；系统的存储模块由２５６ＭＢ的2Linux下的步进电机驱动程序设计ＮＡＮＤＦｌａｓｈ（掉电非易失）＋６４ＭＢＳＤＲ

8、ＡＭ组成；整个控制过程2．1Linux下的设备驱动程序通过触摸屏实现，７寸ＬＣＤ用以控制界面图形的显示和结果的如图２所示，设备驱动程序是Ｌｉｎｕｘ内核的重要组成部分，反馈；通过通讯接口模块实现与系统外的通讯，ＪＴＡＧ口和串口Ｌｉｎｕｘ内核将所有的硬件设备通过相应的设备驱动程序映射成用于操作系统的安装调试，１０Ｍ／１００Ｍ以太网接口用于连接网文件，对用户空间的应用程序而言，系统内核隐藏了设备的具络，实现远程通讯，ＵＳＢ口在系统开发过程中用于完成ＮＦＳ服体细节，而把硬件设备当做文件进行