论文部分内容阅读
基于目前机电一体化设备控制系统主要采用国外可编程序控制器(PLC)为核心组成的控制装置；以及由PLC为核心组成的现场控制总线和工业控制计算机(工业PC)为核心的控制系统，其价格高，PLC几乎全部都是国外进口产品，核心芯片(OPU)主要采用专用芯片或单片机，本课题提出以嵌入式微处理器S3C44BOX+FPGA为核心，扩展系统存储器、开关量模拟量输入输出模块以及CAN通信模块组成系统控制电路，系统主控制器用点阵液晶显示模块和触摸屏作为编程、系统运行状态监控器，同时系统嵌入μClinux嵌入式操作系统，实现多任务、友好图形界面用户界面设计。系统运用C语言独立编制、设计PLC基本指令和功能指令解释程序。系统通过FPGA嵌入先进的智能控制算法，如先进的PID、模糊控制，BP神经网络等，这些控制算法作为控制模块嵌入到PLC的梯形图中作为功能模块调用。本文重点详细介绍以32位ARM嵌入式微处理器S3C44BOX为控制核心，以CAN总线为现场总线设计小型可编程控制器，描述了系统的工作原理；论述PLC主控制器各功能模块与嵌入式微处理器S3C44BOX的接口电路原理；开关I／O口采用FPGA进行配置，扩展可编程控制器所需要的I／O口，以及A／D、D／A的扩展及其电路；给出嵌入式操作系统μClinux在S3C44BOX上的移植过程，并实现了CAN总线设备在μClinux下的驱动程序；运用C语言独立编制设计PLC指令系统解释程序；并将图形用户界面MiniGUI移植到嵌入式操作系统μClinux中，最终通过实验测试、验证，结果显示所设计电路、软件程序是正确的。