基于ARM电子选针手套机控制系统的设计
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采用滚筒实现选针的手套机已经不能满足手套机电脑自动化的进一步发展要求,也不能实现手套提花的功能。因此本文针对本课题开发的电子选针机构进行了新一代手套机控制系统的开发,提出了一种基于ARM Cortex-M3系列微处理器LPC1765的嵌入式设计方案,并完成了硬件电路和软件的设计。论文在分析了手套机组成机构及工作过程的基础上,研究了手套的编织工艺和电磁铁控制时序,然后通过对控制芯片和外围芯片的选型,确定了自己的开发系统。同时根据手套机的要求,扩展了以下模块:(1)选针数据传输接口模块:采用差分驱动方式串行传输选针花型信息;(2)实时信息存储模块:连接一片具有断电保护的铁电存储器,实现了系统的意外掉电保护功能,提高了系统运行的可靠性;(3)花型信息存储模块:扩展了一片Flash存储器用于存储花型文件;(4) USB接口模块:设计了USB接口,用优盘输入花型文件,方便了大花型文件的存储和传输,提高了传输速度;(5)人机界面模块:包括键盘和液晶显示两部分(6)变频驱动模块:采用RS-485总线向变频器发送调速信息。软件设计是在KeilμVision4集成开发环境下利用Keil ARM开发工具完成的,包括控制系统主程序、文件管理系统以及各个功能模块的程序设计,软硬件相配合实现了手套机参数的设置、花样信息的处理、系统测试等一系列功能。经现场调试和测试,在该控制器的控制下,手套机动作简洁、准确,该控制系统达到了设计目标,具有较好的工作性能。
摘要 | 第5-6页 |
Abstract | 第6-7页 |
第一章 绪论 | 第11-16页 |
1.1 电脑手套机研究现状 | 第11-12页 |
1.1.1 电脑手套机概述 | 第11页 |
1.1.2 国内外研究现状 | 第11-12页 |
1.2 本课题研究的背景及意义 | 第12-14页 |
1.3 手套机控制器的研究内容和技术关键 | 第14-16页 |
1.3.1 本文研究的主要内容 | 第14-15页 |
1.3.2 主要解决问题 | 第15-16页 |
第二章 电脑手套机功能及其工艺过程分析 | 第16-23页 |
2.1 电脑手套机组成及各部分功能 | 第16-18页 |
2.1.1 主要机构说明 | 第17页 |
2.1.2 主要机构分析 | 第17-18页 |
2.2 手套机工作过程及工艺要求 | 第18-23页 |
2.2.1 手套机工作过程 | 第18-20页 |
2.2.2 工艺需求分析 | 第20-23页 |
第三章 电子选针手套机控制系统硬件设计 | 第23-43页 |
3.1 嵌入式控制系统简介 | 第23-24页 |
3.2 主要芯片的选型 | 第24-28页 |
3.2.1 主控制芯片(CPU)的选型 | 第24-26页 |
3.2.2 实时信息存储芯片的选择 | 第26-27页 |
3.2.3 花型数据存储芯片的选择 | 第27-28页 |
3.3 控制系统硬件整体设计 | 第28-29页 |
3.4 ARM 外围核心模块 | 第29-36页 |
3.4.1 电源电路 | 第29-30页 |
3.4.2 JTAG 接口电路 | 第30-31页 |
3.4.3 液晶显示模块电路 | 第31-32页 |
3.4.4 存储器电路 | 第32-33页 |
3.4.5 RS485 总线接口电路 | 第33-35页 |
3.4.6 USB 接口电路 | 第35-36页 |
3.5 全自动手套机控制系统工艺执行子系统设计 | 第36-40页 |
3.5.1 机构电磁铁驱动电路 | 第36页 |
3.5.2 反馈信号接收电路 | 第36-37页 |
3.5.3 选针电磁铁驱动电路 | 第37-38页 |
3.5.4 按键电路 | 第38-39页 |
3.5.6 基于 RS-485 总线的变频器驱动模块 | 第39-40页 |
3.6 控制器设计注意事项及抗干扰措施 | 第40-43页 |
3.6.1 电磁铁性能分析 | 第40-41页 |
3.6.2 变频器噪声的抑制 | 第41页 |
3.6.3 PCB 板设计中的抗干扰措施 | 第41-43页 |
第四章 软件设计与实现 | 第43-63页 |
4.1 RealView MDK 软件开发系统介绍 | 第43-46页 |
4.1.1 RealView MDK 软件介绍 | 第43-45页 |
4.1.2 仿真软件及集成开发环境的安装与参数设置 | 第45-46页 |
4.2 手套机主程序设计 | 第46-54页 |
4.2.1 主控程序流程图 | 第46-49页 |
4.2.2 手套机机构电磁铁工作波形分析 | 第49-51页 |
4.2.3 人机界面及菜单设计 | 第51-54页 |
4.3 主要功能模块程序设计 | 第54-60页 |
4.3.1 键盘程序设计 | 第54-55页 |
4.3.2 手套机选针电磁铁动作波形及实现 | 第55-56页 |
4.3.3 存储调用程序设计 | 第56-57页 |
4.3.4 LCD 显示程序设计 | 第57-60页 |
4.4 变频器 RS-485 通讯程序设计 | 第60-63页 |
第五章 实验和总结 | 第63-65页 |
5.1 实验平台 | 第63-64页 |
5.2 课题研究成果总结 | 第64页 |
5.3 课题展望 | 第64-65页 |
参考文献 | 第65-68页 |
致谢 | 第68-69页 |
附录 | 第69-74页 |
附录 1 主程序部分 | 第69-73页 |
附录 2 手套机控制系统接口硬件原理图和 PCB 图 | 第73-74页 |
攻读硕士期间公开发表的学术论文 | 第74页 |
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