PCB 블로그 - I²C 및 듀얼 ARM 기반 PCB 보드 드릴링 컨트롤러 설계

이 문서에서는 I²C 버스 및 듀얼 ARM 마이크로컨트롤러 기반의 인쇄회로기판 드릴링 머신 컨트롤러에 대해 설명합니다.컨트롤러는 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템과 모션 컨트롤 시스템 두 부분으로 구성되어 있으며 I²C 버스를 통해 연결됩니다.이 글은 컨트롤러 시스템의 하드웨어 구조 및 관련 핵심 기술을 토론하고 Isla C/OS-II 실시간 운영 체제를 기반으로 한 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템의 소프트웨어 설계와 시간 트리거 선반 운동 제어 시스템의 소프트웨어 개발을 소개했다.

1 소개 인쇄회로기판 드릴링 머신은 인쇄회로기판을 생산하는 중요한 설비이다.전자제품 가공 요구가 높아짐에 따라 단편기 기반의 저가형 PCB 드릴링 컨트롤러는 이미 요구를 만족시키기 어렵다.ARM7TDMI는 20세기 말에 ARM사가 제기한 32비트 RISC 마이크로컨트롤러 구조이다.이 핵심을 기반으로 한 칩은 종류가 풍부하고 운행 속도가 빠르며 전력 소비량이 낮고 가격이 저렴한 특징을 가지고 있다.이 문서에서는 기존 로우엔드 드릴링 제어 시스템의 성능이 낮은 단점을 해결할 뿐만 아니라 높은 경제성을 갖춘 이중 ARM 구조를 기반으로 한 PCB 드릴링 컨트롤러를 소개합니다.PCB 드릴에 이상적인 컨트롤러입니다.수치제어시스템은 구조에 따라 구분되는데 일반적으로 단CPU점과 다CPU점이 있다 [5].단일 CPU는 일반적으로 CNC 시스템의 다양한 작업을 중앙 집중식으로 제어하는 시간 분할 프로세스를 사용합니다.그것은 짜임새 있는 특징을 가지고 있지만, 기능은 상대적으로 간단하다.다중 CPU 패브릭의 수치 제어 시스템은 다중 CPU 병렬 처리를 사용하여 시스템을 더 높은 성능으로 만들 수 있습니다.여러 CPU는 일반적으로 공유 버스 또는 공유 메모리를 사용하여 통신합니다.드릴 컨트롤러의 제어 대상은 더욱 복잡하다: 파나소닉 MINAS AC 서보 시스템 4세트, 스핀들 모터 4대, 스위치 입력 9개, 계전기 출력 11개를 제어해야 한다.컨트롤러가 단일 CPU 패브릭을 사용하는 경우 컨트롤러는 더 많은 하드웨어를 확장해야 하므로 시스템 비용이 증가하고 시스템 신뢰성이 떨어집니다.컨트롤러가 이중 CPU 구조를 사용하는 경우 컨트롤러는 기능에 따라 계층적으로 설계할 수 있습니다. 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템의 임무는 한 CPU에 맡기고 선반의 모션 제어는 다른 CPU에 맡깁니다.이를 통해 외장 확장 하드웨어의 수를 줄이고 비용을 절감하며 신뢰성을 높일 수 있습니다.컨트롤러의 하드웨어 설계 컨트롤러는 시스템 보드와 인터페이스 보드로 구성됩니다. 시스템 보드는 LPC2214 및 S3C44B0X 및 관련 주변 회로로 구성되며 컨트롤러입니다.2.1 컨트롤러 시스템 보드의 하드웨어 디자인 컨트롤러 시스템 보드는 인간과 컴퓨터의 상호작용 시스템과 선반 운동 제어 시스템의 두 개의 서브시스템으로 구성된다.휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템과 선반 모션 제어 시스템은 I²C 버스를 통해 데이터 교환을 진행한다.I²C 버스는 필립스가 제안한 직렬 버스로, 속도가 빠르고 하드웨어 연결이 간단하다는 특징을 가지고 있습니다.2.1.1 컨트롤러 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템의 하드웨어 디자인 컨트롤러의 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템은 S3C44B0X를 일련의 하드웨어의 확장으로 사용하여 휴먼 컴퓨터 인터렉션 기능을 보완하는 시스템을 형성했다.시스템은 16비트 데이터 폭과 2MB의 저장 공간이 있는 NOR형 플래시 메모리 칩 SST39VF1601을 시스템 프로그램 메모리로 확장했다.시스템 프로그램의 실행 속도를 높이기 위해 HY57V641620 SDRAM을 1M*4Bank*16I/O로 확장했습니다.시스템의 전원이 켜지면 시스템 초기화 프로그램은 SST39VF1601에 저장된 시스템 프로그램을 HY57V641620에 복사하고 시스템 프로그램의 데이터 저장 영역도 HY57V6416 20에 있어 시스템 프로그램이 SDRAM에서 완전히 실행될 수 있습니다.작업셀의 전원이 꺼진 후에도 작업셀의 드릴링 파일을 저장할 수 있도록 시스템의 전자 하드 드라이브로 16MB NandFlash 칩 K9F2808을 확장했습니다.S3C44B0X는 자체 액정 컨트롤러를 가지고 있기 때문에, 시스템은 미쓰비시가 생산한 STN형 256색 640x480 픽셀 EDMGRB8KHF 무액정 컨트롤러 액정 모듈을 선반 정보 출력으로 선택한다.시스템 운영 정보의 입력은 PS/2 키보드를 사용합니다.시스템은 RS232 직렬 포트를 통해 PC에서 파일을 가져옵니다. 시스템 디버깅을 용이하게 하기 위해 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템은 JTAG 포트를 설계했습니다. 선반 공급 축의 피치, AC 서보 시스템의 펄스 당량 등 선반의 중요한 매개변수를 저장해야 합니다.2.1.2 공작기계 운동 제어 시스템의 하드웨어 설계 공작기계의 운동 제어 시스템은 LPC2214 단편기를 사용한다.LPC2214에는 256KB의 플래시 메모리와 16KB의 SRAM이 내장되어 있어 프로그램 스토리지와 데이터 스토리지를 확장할 필요가 없다.시스템은 LPC2214 시스템 프로그램의 ISP를 위한 RS232 직렬 포트를 설계했다.프로그램 디버깅을 용이하게 하기 위해 모션 제어 시스템은 JTAG 포트를 설계했다. 선반 모션 제어 시스템의 회로 구조는 그림 1과 같다.컨트롤러 시스템 보드의 LPC2214를 핵심으로 하는 하드웨어 구조.공작기계 전기는 인터페이스 회로를 통해 LPC2214와 직접 연결된다. 2.1.3 휴먼 컴퓨터 인터렉션 시스템과 공작기계 모션 제어 시스템 간의 통신이 S3C44B0X 처리되면 수치 제어 시스템의 가공 명령은 LPC2214로 보내져 실행되어야 한다.LPC2214의 실행 결과는 처리 및 표시를 위해 S3C44B0X를 반환해야 합니다.시스템은 I²C 버스를 사용하여 통신합니다.S3C44B0X는 마스터 모드에서, AT24C04 및 LPC2214는 슬레이브 모드에서 작동합니다.AT24C04의 종속 주소는 0xa0, LPC2214의 종속 주소는 0x50, I²C의 속도는 400KHz이다.S3C44B0X와 LPC2214는 각각 통신을 위한 24바이트의 글로벌 배열을 만들었다.소프트웨어 설계 소프트웨어 부분은 주로hum으로 구성되어 있다