PCB Blogu - I ²C ve Dual ARM için PCB Board Drilling Machine Controller tasarımı

Bu makale I ²C otobüs ve ikili ARM mikrokontrolörü üzerinde basılı devre tahtalarını gösteriyor. Kontrolör iki parçadan oluşur: İnsan-bilgisayar etkileşim sistemi ve hareket kontrol sistemi, I ²C otobüsü ile bağlantılı. Bu kağıt kontrol sisteminin donanım yapısını ve bağlantılı anahtar teknolojilerini tartışır ve μC/OS-II gerçek zamanlı işleme sistemi ve zamanlı çalışan makine araç hareket kontrol sisteminin yazılım tasarımını tanıtır.

1 İşlemThe printed circuit boards drilling machine is an important equipment in the production of printed circuit boards. Elektronik ürünlerin işleme ihtiyaçlarının geliştirilmesiyle, düşük sonu mikrokontrolör tabanlı PCB sürücü makine kontrolörü gerekçelerini uygulamak zordur. ARM7TDMI 20. yüzyılın sonunda ARM Şirketi tarafından önerilen 32 bit RISC mikro kontrol yapısıdır. Bu çekirdek tabanlı çipler çeşitli şekilde zengin ve yüksek hızlı, düşük enerji tüketiminin ve düşük fiyatların özellikleri vardır. Bu kağıt, iki ARM yapısına dayanan PCB sürücü makine kontrolü ile tanıştırır. Bu sadece geleneksel düşük sınıf sürücü makine kontrol sistemlerinin düşük performanslarını çözmesi değil de yüksek ekonomisi var. PCB sürükleme makinelerinin ideal bir kontrolörü. Sayısal kontrol sistemi yapıya göre bölünür, genelde tek CPU ve çoklu CPU noktaları var [5]. Tek bir CPU genelde CNC sisteminin farklı görevlerini tamamlamak için sentraliz bir kontrol zamanı paylaşma sürecini kullanır. Kompakt yapısının özellikleri var, fakat fonksiyon relativ basit. Çok CPU yapısı olan CNC sistemi, sistemin daha yüksek performansını sağlayabilecek bir çoklu CPU paralel işleme kabul eder. Çoklu CPU genelde iletişim kurmak için paylaşılan otobüs veya paylaşılan hafıza kullanır. Dönüş makinelerin kontrolünün kontrol nesnesi daha karmaşık: Panasonic MINAS AC servo sistemlerinin 4 setini kontrol etmek zorundadır, 4 dönüş motoru, 9 dönüş giriş ve 11 relay çıkışlarını kontrol etmek zorundadır. Kontrolör tek bir CPU yapısını kabul ederse, kontrolör sistemin maliyetini arttırır ve sistemin güveniliğini azaltır. Kontrolör ikili CPU yapısını kabul ederse, kontrolör hiyerarşik olarak fonksiyonlara göre dizayn edilebilir: İnsan-bilgisayar etkileşim sisteminin görevleri bir CPU'ya verilir, makine aracının hareket kontrolü başka bir CPU'ya verilir. Bu şekilde, dışarıdaki genişletim donanımın miktarı düşürüldü, maliyeti düşürüldü ve güveniliği geliştirildi.2 Kontrolörün donanım tasarımıThe controller consists of a system board and an interface board: the system board is composed of LPC2214 and S3C44B0X and their related peripheral circuits, and is the controller; Arayüz tahtası sistem tahtası ve makine aletleri arasındaki eşleşme sürücü ve seviye ile ilgili sorumlu.2.1 Kontrolleyici Sistem Boardı'nın Hardware Tasarımı.Kontrolleyici sistem tahtası iki altsistemden oluşur: insan-bilgisayar etkileşim sistemi ve makine hareket sistemi kontrol sistemi. İnsan bilgisayar etkileşim sistemi ve makine hareket sistemi kontrol sistemi I ²C otobüsü aracılığıyla veri değiştirmesi. I ²C otobüsü, Philips tarafından önerilen seri otobüdür. Bu, yüksek hızlı ve basit donanım bağlantısının özellikleridir. Kontroler insan-bilgisayar etkileşim sisteminin donanım.2.1.1 Hardware tasarımı eklemeden Kontrolörün insan-bilgisayar etkileşim sistemi S3C44B0X'i mükemmel bir insan-bilgisayar etkileşim fonksiyonu oluşturmak için bir seri donanım olarak kabul ediyor. Sistem bir NOR tipi Flash hafıza çipi SST39VF1601'i 16- bit veri genişliği ve 2MB depolama alanını sistem hafızası olarak genişletir. Sistem program ının çalışma hızını geliştirmek için 1M*4Bank*16I/O ile HY57V641620 SDRAM genişletildik. Sistem etkinleştirildiğinde sistem başlangıç program ı SST39VF1601'de HY57V641620'e depolanmış sistem programını kopyalar ve aynı zamanda sistem programının veri depolama alanı da HY57V641620'de, bu yüzden sistem programı tamamen SDRAM'de çalışabilir. Makine aracı kapatıldıktan sonra makine aracının sürücü dosyalarının hala kaydedileceğini sağlamak için sistem 16 MB NandFlash chip K9F2808'i sistemin elektronik zor diski olarak genişletir. S3C44B0X'nin kendi LCD denetleyicisi olduğundan beri, sistem makine araç bilgileri olarak Mitsubishi tarafından üretilen LCD denetleyicisi olmadan STN tipini 256- renk 640x480 piksel EDMGRB8KHF LCD modulu seçir. Sistem operasyonu bilgisinin girişi PS/2 klavyesini kabul ediyor. Sistem, bilgisayar etkileşim sistemi RS232 seri limanı aracılığıyla bilgisayardan dosyayı sürüklüyor. Sistem hata ayıklama program ını kolaylaştırmak için, insan bilgisayar etkileşim sistemi bir JTAG limanı tasarladı. Makine aracının önemli bir parametreleri, mesela makine araç besleme aksinin, AC servis sisteminin puls ekvivalenti, etc. Bu yüzden sistem I ²C bus.2.1.2 Makine Araçları Hareket Kontrol Sistemi'ne dayanan 512B EEPROM çipi AT24C04'ü genişletir.The motion control system of the machine tool is the LPC2214 microcontroller. LPC2214'de 256KB flaş hafızası ve 16KB SRAM içerisinde, program ın hafızasını ve veri hafızasını genişletilmesi gerekmiyor. Sistem LPC2214 sistem program ının ISP için kullanılan RS232 seri limanı tasarlıyor. Programın arızasızlandırmasını kolaylaştırmak için hareket kontrol sistemi bir JTAG limanı tasarladı. Makine araç hareket kontrol sisteminin devre yapısı 1. Şekil olarak gösterilir. Kontrol sistem tahtasında LPC2214'de merkezli donanım yapısı. Makine araçları elektrik aletleri, arayüz devrelerinden LPC2214 ile doğrudan bağlantılı.2.1.3 İnsan-bilgisayar etkileşim sistemi ve makine araçları hareket kontrol sistemi arasındaki iletişim S3C44B0X tarafından işledikten sonra, CNC sisteminin makine talimatları çalışma için LPC2214'a gönderilmeli, LPC2214 idaresinin sonucu işleme ve gösterme için S3C44B0X'e geri dönmeli. Sistem I ²C otobüsünü kullanarak iletişim kurar. S3C44B0X, AT24C04 ve LPC2214 köle modunda çalışır. AT24C04'nin köle adresi 0xa0, LPC2214'nin köle adresi 0x50 ve I ²C'nin oranı 400KHz. S3C44B0X ve LPC2214, her biri iletişim için 24-byte küresel bir dizi oluşturur.3. Yazılım tasarımı