嵌入式自调匀整装置控制系统的研究与实现
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摘要
随着我国纺纱工艺的提高，纺织产品的质量日益受到人们的关注。而自调匀整装置的正常工作与纺织产品的质量有着莫大的关系。一个性能既好又稳定的控制系统是自调匀整装置正常工作的关键与保证，因此本文提出了嵌入式自调匀整装置控制系统的研究与实现，旨在设计出一种集自调匀整装置监测和控制于一体的控制系统，对自调匀整装置进行高效、稳定控制。
该控制系统采用嵌入式技术，基于高性能的工业级ARM架构微处理器S3C2410X，使用嵌入式Linux作为操作系统，利用SPI接口来对底层I／O进行读写，并在此基础上对自调匀整装置进行控制。控制系统还外接触摸屏，可通过友好的人机交互界面，简单方便地实现对自调匀整装置的监测。
本文首先阐述了嵌入式自调匀整装置控制系统的研究背景和意义，分析了国内外同类产品的研究现状；接着介绍了嵌入式自调匀整装置控制系统的基本硬件结构、嵌入式操作系统的移植技术、嵌入式GUI的选择以及开发环境的建立；然后实现了控制系统I／O口的读写功能；再对本课题所要控制的自调匀整装置进行介绍，并对其控制原理与控制策略进行了分析，然后实现了控制系统对自调匀整装置的控制；最后设计了嵌入式人机交互界面。
本文研究与设计的嵌入式自调匀整装置控制系统符合自调匀整装置控制系统自动化、信息化的要求，完成了SPI接口驱动程序以及控制系统控制程序的编写，为最终将该系统推入市场并广泛应用奠定了坚实的基础。
With the improve of spinning technology of our country, the quality of textile attracts peoples' attention day by day. However, autolevelling device works normally or not is closely related to the quality of textile. A control system with great performance and stability is the key and guarantee of autolevelling device working normally. Therefore this article put forward the research and implementation of embedded autolevelling device control system, which is for the purpose of designing a control system that can monitor and control autolevelling device to control autolevelling device efficiently and stably.
The system adopts embedded technology, based on high-performance, industrial-grade ARM microprocessor——S3C2410X, uses embedded Linux as OS, use SPI interface to Read/Write I/O Port and control autolevelling device. Control system also connects touch screen. It can conveniently realize the monitor of autolevelling device through the friendly HMI.
This article firstly narrates the background and meaning of the research, analyzes the present research status of the similar products in the domestic and foreign. Then it introduces the hardware structure of embedded autolevelling device control system, transplantation technology of embedded OS、selection of embedded GUI and establishing of development platform. After that the article realizes the R/W function of the control system's I/O port, introduces the autolevelling device that the article refers to, and analyzes the control principle and control strategy of autolevelling device. At last the article realizes the control to the autolevelling device and designs embedded HMI.
Embedded autolevelling device control system which this article studies and designs conforms to autolevelling device control system automatic and informationalized request. The article has completed SPI interface driver and control program. It has established the solid foundation for finally thrusting this system to the market and widespread application.
该控制系统采用嵌入式技术，基于高性能的工业级ARM架构微处理器S3C2410X，使用嵌入式Linux作为操作系统，利用SPI接口来对底层I／O进行读写，并在此基础上对自调匀整装置进行控制。控制系统还外接触摸屏，可通过友好的人机交互界面，简单方便地实现对自调匀整装置的监测。
本文首先阐述了嵌入式自调匀整装置控制系统的研究背景和意义，分析了国内外同类产品的研究现状；接着介绍了嵌入式自调匀整装置控制系统的基本硬件结构、嵌入式操作系统的移植技术、嵌入式GUI的选择以及开发环境的建立；然后实现了控制系统I／O口的读写功能；再对本课题所要控制的自调匀整装置进行介绍，并对其控制原理与控制策略进行了分析，然后实现了控制系统对自调匀整装置的控制；最后设计了嵌入式人机交互界面。
本文研究与设计的嵌入式自调匀整装置控制系统符合自调匀整装置控制系统自动化、信息化的要求，完成了SPI接口驱动程序以及控制系统控制程序的编写，为最终将该系统推入市场并广泛应用奠定了坚实的基础。
With the improve of spinning technology of our country, the quality of textile attracts peoples' attention day by day. However, autolevelling device works normally or not is closely related to the quality of textile. A control system with great performance and stability is the key and guarantee of autolevelling device working normally. Therefore this article put forward the research and implementation of embedded autolevelling device control system, which is for the purpose of designing a control system that can monitor and control autolevelling device to control autolevelling device efficiently and stably.
The system adopts embedded technology, based on high-performance, industrial-grade ARM microprocessor——S3C2410X, uses embedded Linux as OS, use SPI interface to Read/Write I/O Port and control autolevelling device. Control system also connects touch screen. It can conveniently realize the monitor of autolevelling device through the friendly HMI.
This article firstly narrates the background and meaning of the research, analyzes the present research status of the similar products in the domestic and foreign. Then it introduces the hardware structure of embedded autolevelling device control system, transplantation technology of embedded OS、selection of embedded GUI and establishing of development platform. After that the article realizes the R/W function of the control system's I/O port, introduces the autolevelling device that the article refers to, and analyzes the control principle and control strategy of autolevelling device. At last the article realizes the control to the autolevelling device and designs embedded HMI.
Embedded autolevelling device control system which this article studies and designs conforms to autolevelling device control system automatic and informationalized request. The article has completed SPI interface driver and control program. It has established the solid foundation for finally thrusting this system to the market and widespread application.
引文
[1]姚杰 叶国铭，并条机自调匀整装置的发展及研究现状，现代纺织技术，2005年第1期
[2]栾爱燕，高速并条机自调匀整装置的研制，青岛大学，硕士学位论文，2005
[3]张永宁，纱条不匀新型匀整机理的研究，吉林工学院，硕士学位论文，1999．4
[4]孙天泽 袁文菊 张海峰，嵌入式设计及Linux驱动开发指南-基于ARM9处理器，北京：电子工业出版社，2004
[5]戚高，援非洲刚果共和国电力监控系统VC实现一http://www.vchelp.net/itbookreview/view_paper.asp?paper_id=1401, 2005
[6]陈文智，嵌入式系统开发原理与实践[M]，北京：清华大学出版社，2005
[7]汪捷 徐金华，嵌入式系统概述，机床与液压，2006年第4期
[8]中国专利文摘数据库，微机控制自调匀整装置实用新型说明书，http://patent.techinf.cn/agent.html, 1990
[9]中国纺纱网，清花机自调匀整控制器使用说明书，http://www.texjob.cn/new.asp, 1998
[10]陶利民，OKK新型自调匀整针梳机——微机控制自调匀整针梳机，上海毛麻科技，2004年第4期
[11]工博网，使用十六位的单片机的清花机改造新设备-自调匀整控制器，http://www.jxc.com.cn/Article/AB3895109DD3DE280.html, 2005
[12]中国纺织网，云龙纺机：认识国内外并条机加装自调匀整装置，http://www.texnet.com.cn/, 2007
[13]徐荣珍 郭伟 李从心，基于ARM7的嵌入式梳棉机自调匀整控制系统开发，制造业自动化，2006年第2期
[14]周维 陈默，基于S3C2410的ARM开发平台，电子技术，2004年第7期
[15]Samsung Semi Inc, S3C2410X User Manual[M], 2003
[16]许星，基于QTE的嵌入式控制器设计与研究[D]，2005
[17]华恒科技，HHARMMXL技术手册
[18]刘畅，评论：Linux—嵌入之王[Z]，新浪科技，2002年第1期
[19]MIZI Reaearch Inc, MIZI Linux SDK for S3C2410, http://www.mizi.com/developer/s3c2410x/, 2003
[20]詹荣开，嵌入式系统BootLoader技术内幕，http://blog.csdn.net/bmsdr/archive/2004/09/09/99661.aspx, 2003
[21]徐广毅 张晓林 崔迎炜 杨欣昕 吴小伟，嵌入式Linux系统中GUI系统的研究与移植，单片机与嵌入式系统应用，2004年第7期
[22]孙少华 徐立中，面向嵌入式Linux系统的图形用户界面，微机发展，2005年第10期
[23]Haerr G, Microwindows Architecture[EB/OL], http://www.micro2windows.com, 1999.12.04
[24]吴升艳 岳春生 胡冰，嵌入式Linux系统下Microwindwos的应用，单片机与嵌入式系统应用，2003年第6期
[25]邓晓鸥 周忠丽，嵌入式GUI系统Microwindows的研究及应用，中国民航飞行学院学报，2005年第4期
[26]吴升艳 胡冰 岳春生，MicroWindows体系结构及应用程序接口，单片机与嵌入式系统应用，2003年第5期
[27]潘明泉 张侃谕，嵌入式Linux下基于MiniGUI的信息终端软件开发，单片机与嵌入式系统应用，2004年第4期
[28]丁丁 习勇 魏急波，三种主流嵌入式图形用户界面的移植及性能比较，嵌入式系统，2004年第5期
[29]章晓燕 马琪，嵌入式Linux系统的GUI-MiniGUl，计算机与现代化，2005年第1期
[30]孙少华 徐立中，基于嵌入Linux系统的图形用户界面设计综述，微型机与应用，2005年第4期
[31]白玉曩 刘旭辉 孙肖子，基于Qt/Embedded的GUI移植及应用程序开发，电子产品世界，2005年第7期
[32]深圳市远峰计算机技术有限公司，YF2410开发板说明书，http://www.embedon.com, 2005
[33]MAXIM, MAX5532-MAX5535 data sheet, http://www.maxim-ic.com, 2003
[34]MAXIM, MAX1227-MAX1231 data sheet, http://www.maxim-ic.com, 2003
[35]廖裕评 陆瑞强，CPLD数字电路设计[M]，北京：清华大学出版社，2001
[36]Samsung, S3C2410X data sheet, http://www.samsung.com, 2004
[37]鲍忠贵，Linux操作系统中断与I/O设备驱动程序设计与实现，飞行器测控学报，2000年第6期
[38]万松峰，基于ARM&Linux嵌入式技术在工业监控系统中的应用研究，西华大学，硕士学位论文，2005．6．21
[39]田棣，嵌入式Linux下机顶盒驱动程序的开发，天津大学，硕士学位论文，2004．2
[40]何最红 张辉，TMS320C5402与单片机SPI串口通信的实现方法，国外电子测量技术，2005年第2期
[41]Alessandro Rubini & Jonathan Aorbet, Linux Device Drivers (Second Edition) [M], America: O' REILLY, 2001.7
[42]George Foot，多项目文件和GNU Make工具，http://cscene.different.org
[43]Panasonic，Minas A4系列AC伺服驱动器技术资料，http://www.panasonic.com, 2005
[44]Fairchild, 74VHC4046 data sheet, http://www.fairchild.com, 1994
[45]阎石，数字电子技术基础(第四版)，北京：高等教育出版社，2002．4
[46]Analog Device, OP07 data sheet, http://www.analog.com, 2003
[47]Trolltech, Qt 3.3 Whitepaper, http://www.trolltech.com
[48]申伟杰 彭楚武 胡辉红，嵌入式Linux中基于Qt/Embeded触摸屏驱动的设计，中国仪器仪表，2006年第4期
[49]Linux下Qt编程入门，http://yousoft.hi.com.cn，2005
[50]Trolltech, Qt Reference Documentation (Open Source Edition), http://doc.trolltech.com/3.3/, 2005
[51]Arthur Griffith, KDE 2/QT Programming Bible[M], U.S.: IDG/Hungry Minds, 2001.3
[2]栾爱燕，高速并条机自调匀整装置的研制，青岛大学，硕士学位论文，2005
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