設備驅動程序設計與實現

２０１０年ｔ１月第３８卷第２２期

機床與液壓

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

ＮＯＶ．２０１０

Ｖ０１．３８Ｎｏ．２２

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１０．２２．０４０

基于Ｌｉｎｕｘ的ＭＣＸ３１４設備驅動程序設計與實現

莊曉奇，張莉君，方敏

（中國地質大學（武漢）機械與電子信息學院，湖北武漢４３００７４）

摘要：介紹一種基于Ｓ３Ｃ２４４０的嵌入式Ｌｉｎｕｘ擴展運動控制芯片ＭＣＸ３１４的設計方法，給出運動控制平臺的硬件接口設計方案。著重分析嵌入式Ｌｉｎｕｘ下運動控制芯片ＭＣＸ３１４設備驅動程序的設計與實現。并在嵌入式ＧＵＩ解決方案Ｑｔｏｐｉａ的基礎上，開發(fā)出運動控制系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)具有低功耗、低價位、效率高等特點，是經濟型數控系統(tǒng)發(fā)展的方向。

關鍵詞：嵌入式“ｎｕｘ；ＭＣＸ３１４運動控制卡；Ｓ３Ｃ２４４０微處理器；Ｑｔｏｐｉａ中圖分類號：ＴＰ２７１．４；ＴＰ３１１

文獻標識碼：Ａ

文章編號：１００１－３８８１（２０１０）２２一Ｈ６—３

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ

ＭＣＸ３１４

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ＭＣＸ３１４

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ｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐＭＣＸ３１４ｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒｉｎｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘＷａｓｆｏｃｕｓｅｄｏｎ．ＷｉｔｈｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＧＵＩｓｏｌｕｔｉｏｎｓＱｔｏｐｉａ．ｔｈｅｍｏｔｉｏｎ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥｍｂｅｄｄｅｄＬＪｎｕｘ；ＭＣＸ３１４ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐ；￥３Ｃ２４４０ｍｉｃｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；Ｑｔｏｐｉａ

ＮＡＮＤ

數控技術是國防、航空、航天等工業(yè)的核心，被視為戰(zhàn)略物資和戰(zhàn)備性工業(yè)，受到高度重視；而包括位置、速度、加速度、軌跡控制在內的運動控制又是數控技術的關鍵，決定數控系統(tǒng)的性能�；�于單片機的傳統(tǒng)數控系統(tǒng)，其運行精度、執(zhí)行速度以及實時控制性能，已經不能很好地滿足當前較高要求的工業(yè)加工。

針對傳統(tǒng)數控系統(tǒng)中存在的不足，鑒于嵌入式系

ＦＬＡＳＨｌ６４Ｍ

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手脈反饋輸入

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４

Ｍ（’Ｘ３１４

Ｌ一驅動接口及何

運動控制芯片ｒ１服運動模塊

一

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統(tǒng)在自動控制、系統(tǒng)實時性方面的優(yōu)勢，作者提出一種基于￥３Ｃ２４４０微控制器和ＭＣＸ３１４的運動控制系統(tǒng)設計；移植嵌入式Ｌｉｎｕｘ作為該運動控制系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，重點闡述了嵌入式Ｌｉｎｕｘ下ＭＣＸ３１４設備驅動程序的設計原理與方法。并利用Ｑｔｏｐｉａ設計了嵌入式Ｌｉｎｕｘ上的圖形化運動控制系統(tǒng)軟件，為今后嵌入式Ｌｉｎｕｘ在運動控制系統(tǒng)中的應用，提供一個可行的方案。

１

溉磊

圖１運動控制系統(tǒng)硬件結構

１．１微控制器電路模決設計

微控制器電路模塊主要由以￥３Ｃ２４４０為核心的ＡＲＭ主控板模塊、存儲器單元模塊、具有人機交互功能的ＬＣＤ顯示模塊以及外部通信模塊電路構成。

１．１．１

ＡＲＭ主控板模塊

主控部分所選用的處理器芯片是ＳＵＭＳＵＮＧ公司

系統(tǒng)硬件平臺設計與實現

該運動控制系統(tǒng)的硬件平臺，主要由￥３Ｃ２４４０

低功耗、高性能的３２位微控制器￥３Ｃ２４４０Ａ。它是一款ＡＲＭ９２０Ｔ體系的微處理器，最高頻率可達４００ＭＨｚ，內部集成ＵＳＢ、ＵＡＲＴ、ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ等控制器，以及配合外圍的網絡、ＣＰＬＤ、鍵盤／鼠標等設備，可以方便地實現系統(tǒng)的擴展¨ｏ。

微處理器、ＭＣＸ３１４運動控制模塊、ＬＣＤ、ＣＰＬＤ以及相應的通信接口等構成，其硬件系統(tǒng)的結構如圖１所示。

收稿日期：２００９—１０—１４

作者簡介：莊曉奇（１９８５一）。男，碩士研究生，主要研究方向為智能檢測及控制。電話：１３５１７２９３６５２，Ｅ—ｍａｒｌ：ｑｉｑｉ—ｚｘｑ

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