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32位嵌入式系统在工业控制方面的应用

更新时间：2019-12-31 07:02:55 大小：283K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：嵌入式系统工业控制 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

在企业生产过程控制与生产经营管理实现同一平台的一体化、信息化、网络化管理的过程中,32位嵌入式控制系统以其体积小、速度快、功能强,价格不再昂贵等特点,必将取代8位、16位嵌入式系统.根据实际设计与应用经验,系统地给出了32位嵌入式微处理器、嵌入式操作系统及软硬件选择与设计方法,并通过实例介绍了32位嵌入式系统的开发过程.

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机械

与制造

第4期

2010年4月

Machinery Design&Manufacture

文章号：1001— 3997(2010)04-0087— 03

32位嵌入式系在工控制方面的用

栾禄祥

(沈阳大自化有限公司，沈阳1 10179)

The

32Bit embedded

in industriaI controI

appliance

system

LUAN

Lu-xiang

Northeast

Automation

10179，China)

(Shenyang

University

Co．Ltd．，Shenyang

‘●⋯ ‘●．．．· ●⋯ -●⋯

· ●⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ -●⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · ●⋯ · ●⋯ · · ⋯ · · ⋯ · ●⋯ · · ⋯ · ●⋯ · · ⋯ -· ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · ●⋯ -· ⋯ · · ⋯ -· ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · · ⋯ · ●⋯ · · ⋯ ，

【摘要】在企

生

程控制与生

管理

同一平台的一体化、信息化、网化管理的程；

中，32位嵌入式控制系以其体小、速魔、功能，价格不再昂等特点，必将取代8位、16位嵌入式÷

系

。根据

与

用

，系

地

出了32位嵌入式微理器、嵌入式操作系

及

硬件

与；

方法，并通

例介了32位嵌入式系的开

程。

关

：32位；嵌入式；工控制

control

i砒一

to build

【Abstract】For bet抛rproductwn

with

and ement ofcorporation，it’s necessary

size,fast

speed，strong

and

network connection．Because

small

gration platform

information flow

and low

embedded control

embedded

able to

embedded

or 16bit

will be

take

function

cost，32-bit

system

of8bit

place

this

and how to choose and

system．In

stu@，32bit

so,ware

microprocessor，embedded operation system

and

embedded

hardware will be discussed

design

depending

embedded

practical experience．Further

example introducingthe

developmentprocess of32bit

system

g／ve,L

÷more，an

：

control

●⋯

●

Key ^{words：32bit；Embedded；Industrial}

●⋯ ‘●⋯ ‘●⋯

●⋯

●⋯ ‘●⋯ ‘●⋯ 。●⋯

●⋯

●·

⋯

●⋯

中

分

号：THl6文献

：A

理和

理，建立— 个一的生

平台。然而目前工

控制之的信息流

，

而

企

生

程网化管

与管理的

1引言

随着工

程控制、

管理、企

的

展

步，企

生

程和管理

智能化、

企

生

程

控制，一般采用8位

片

信息化、网化管理的需求更迫切，希望能

★来稿日期：2009-06-12

企生管

一●¨·

-h^rp．●嘶“Jh-．-●-^．．_●· ^Ⅲ· ●b^．^pI却，· -。。⋯

●k。“●¨，一●_^^一一●· ^．一●^聃·

●· m·

●q— J‘_“· ●‰_J-¨_h～，‘^坩．．． ¨●‘hnp· ^Ⅲ· b^．．．．●· 忡·

●h一●。— Jb_“～¨_J～●_．一●‘ _～-．一h^_· ●h^一b一，h．．一-^一d“-一●～· ●· ‘一· h一●-，一●嘶

本数控

教学平台已研成功，并在教学用初步使用，通

教学

的作用，能极大的提高

和数控教学

新能力，适合在工科高等院校、

践

明它能使少量的数控教学

出最大

利用率，有效解决学数目多

少的矛盾，有助于培养学的工程践能力、

院校中行推广。

技

4仿真系功能框

Basic

参考文献

仿真系以Visual

6．0作

开

平台，并合利用三

1舒志兵，杰，彩忠．基于CAN

和TCP／IP的交流伺服

系

的研

GL和3ds MAX。首先使用3ds MAX

复

模型

造型件Open

究[J]．机床与液，2007，35(12)：145～148

云峰，王毅，容会如何有效地行TCP／IP

科学校学，2006，22(1)：78-82

行建模，然后将它

互式控制，从而

到OpenGL-F，用OpenGL

程

^机交

教学[J]．昆明冶金高等

面仿真．客机仿真件界面，如 5所示。

3刘勇，林，

瑞

．基于Pc的开放式件数控系

的

．机械工程与

自

化，2006，8(4)：22-28

4刘松，殷民，林新

州J]．机床与液，2007(2)：59 63

，尚展．数控仿真关的研究与

，

基于CAN

的开放式数控系控制网

[J]．微算机信息，

的

5王

技

2008，13(5)：179--180

Suh，lan Strou&Reincarnationof C,--vxxle based

turning applications[J]．Computer-Aided

seung-J∞Shin，Suk-Hwan

into STEP-NC for

part

programs

15-I 18

5客仿真件界面

Design．January，2007：1

万方数据

栾禄祥：32位嵌入式系在工控制方面的

用

第4期

机或者PLC。

然

的以8位核心的嵌入式系不断展，

屏的

，光是大的数据量和文件，如果没有操作系的支持，

理的。嵌入式操作系性，易于裁剪等特

用程序可以起到屏蔽的作用，用程序

性能也在不断提高，f目由于其架构的局限性，已无法足不断开

是无法存

和

具

出的高性能的嵌入式用程序的要求，并且价格

在。近年来，随着32位高性能理器的出

已不复存

新的需

点；嵌入式操作系

只需面向操作系

，

企

开

用

件即可，并可移植到不同的

CE和Embed—

求日

的

、

造r契机。在32位架构的芯片』：可以方便的，低成本

新的功能，在大大提高嵌入式系的性价比的同

用效率。

用的角度出，希能用短的篇幅使者建

理器上。目前常用的嵌入式操作系有Windows

ded

，

短

Linux等，可根据需要或熟悉程度

Windows

CE是— 个小模而又高度可定制的操作系。它

使用其中某一种。

了嵌入式系的开周期，提高厂系的开

与

本文从

开

人

建高复度嵌入式系提供了理想的境，如网

立32位嵌入式系

开

的整体概念，免除初期浪不必要的

段。

、通信、形功能、Usb外接口支持，以及高 I／O系的即

支持。同提供了一个定、灵活、可理基于多种多嵌入式系

，快速

入

性开

的硬件平台和用程序。Embedded

unux是以核心

程的操作系；是

全开放的操作系，用可以方便地行改造；其具一整

基

的、

2嵌入式系的基本概念

嵌入式系足嵌入到象体系中的

完全内存保、多任

多

次构且内核完

用

算机系，是以

其

用

中心，以算机技

功能，可靠性。成本，体，功耗等格要求的

一般由嵌入式微理器、外硬件

用程序等四个部分成，用于

基

，

硬件可裁剪，适

用系

套T具，容易自行建立开

境和交叉运行境，有多种可

器，gdb、kgdb、xgdb做

用

算机系。它

窗u管理器，利用GNU的gee做

、嵌入式操作系以及用

T具，能

从操作系

到

用

件各个

的

；Linux

的

其他

的控制、

操作系支持有的大部分芯片，可用于多种硬件平台。

或管理等功能。嵌入式系

成，如 l所示。

5嵌入式32位系在工控制中用

出一种工上通用的

本

例以ARM9 核心理器，

形

示的具 PLC功能的工控制机，称多功能形控

制机，使其增加町

在本机上

化

示、网

化

、数据管理、同也可

用

程。

5．1硬件系构成

硬件系构成，如 2所示。

囤

回

1嵌入式系

成

32位嵌入式微理器的

上，人采用8位微理器或微控制器作核心部件开

GPIO端口

展

巨回《悃

嵌入式系

，

一方面源于8位理器架构相

展和市

，易于开

份化，

光

隔离板

匝亟乎囹

2硬件系构成

，另一方面成本低。但随着芯片技

的

器

控制板

I乜器卜—

爿

磁自鄱

机

32位嵌入式理器自身成本逐降低，而要足日益复的任

需求，32|位理器体系的开始凸。在32位嵌入式微

理器市上，有ARM。ColdFire，MIPS和PowerPC等可供

了基于些CPU内核、集成了大量外及控制器的32位

。除

理

主要功能有：(1)支持

(3)支持入；(4)支持鼠操作；(5) 接工

；(6)通用接口支持功能；(7)打印功能；(8)

形

示；(2)支持大量数据与程序存

；

器

枯

的

器，些32位CPU

能以件IP形式的核或者制造商集

网

程控制功能。

成的硬核方式嵌入到FPGA芯片当中，构成高端用。ARM架构

是一款廉价、耗能低的RISC 理器，不同芯片厂商根据已有的

5-2系

开

的主要程及功能

5．2．1 arm9微理器核心，功能需求

目

开

硬件

技

以及市定位，开出一批基于ARM内核的32位

理器芯片，使得ARM在市于主流位置，目前基本成 32

片机的行准。因此，我

器来构建一个大的硬件开平台。

Arm9 理器适合于需要高速数字信号理的合，MPU支

操作系，支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流

上

持

位

用32位ARM9嵌入式

理

嵌入式操作系，具有200MHz主，最高可达1GHz以上。

在硬件上，我利用ARM9内核所具的功能，根据本系

4嵌入式操作系的作用和意

所需功能开

相

的接口，并行功能

出接口，通

展

：

(1)GPIO作

入

展用作模 PLC功能，

目前多嵌入式系

控制

天缺陷制 r其展，町能每增加一新的用功能，就会面

开始件的。尤其本文的大尺寸彩色液晶

某个控制功能，使用

的

用于足128路I／O功能需求。并支持AD数据采集与控制，通

循

外界的控制求的理，其无操作系支持的先

精度l O位的采集器来采集温度等模数据；

Nand

(2)

Flash用于存操作系

、

用

件及相关

从

系

万方数据

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