基于ARM9的嵌入式Linux数控钻床系统的研究

摘要

随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，嵌入式系统处理能力和稳定性得到了不断提升，其体积小、成本低、实时性好、硬件配置灵活等优势也更加明显，应用越来越广泛。以高性能的ARM系列处理器的嵌入式技术已经被引用到数控系统中，并成为数控技术的主要发展趋势之一。本文以基于ARM9的嵌入式钻床数控系统的研究和开发为目标，开发一种低成本，高性价比的钻床数控系统。
　　本文以摇臂钻床的控制系统为基础，针对主轴电机控制，构建嵌入式数控系统的软硬件平台。硬件平台以ARM9系列微处理器S3C2440为核心，并配以必要的外围电路模块。软件平台以源码开放的Linux操作系统为基础，搭建嵌入式系统的开发环境，包括交叉编译环境的设置、内核的配置、uboot引导程序的实现及根文件系统的构建，并开发系统所需要的驱动程序和控制程序。之后提出Linux系统实时性改造方法，并根据摇臂钻床系统的使用要求，对系统划分任务：主控、显示、文件系统、数控程序解释、速度处理和逻辑控制等。
　　本文还对人机界面进行了研究，使用Qt+Designer软件开发，包括开发环境的配置、系统引擎的启动方式，信号和槽的使用及界面开发的整体流程。界面测试成功后，将应用程序与槽函数联系起来并编译成镜像，烧到开发板上进行了测试。最后研究了系统程序解释的实现方法。

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第1章 绪论

1.1嵌入式linux系统介

1.2数控系统概述

1.3 课题研究的内容和主要意义

第2章 基于ARM9的数控系统硬件平台设计

2.1摇臂钻结构及硬件电路整体设计

2.2 ARM简介

2.3 TQ2440控制板介绍

2.4 小结

第3章 嵌入式系统软件平台设计构建

3.1基于linux系统的软件平台

3.2搭建虚拟机和交叉编译环境

3.3 嵌入式Linux内核的修改配置

3.4ARM9的Bootloader设计实现

3.5 文件系统构建

3.6嵌入式实时操作系统的实现

3.7 系统的软件任务划分

3.9本章小结

第4章 嵌入式人机界面设计

4.1 GUI 的一般架构

4.2底层图形支持库

4.3输入设备引擎

4.4信号和槽

4.5窗口部件

4.6 Qt开发流程

4.7界面功能设计

4.8界面设计实现

4.9 向槽函数添加应用程序

4.10小结

第5章 嵌入式数控系统程序模块的实现

5.1 数控程序加工流程

5.2解释程序模块的总体分析

5.3程序解释模块

5.4程序解释模块报错方式

5.5 本章小结

第6章 系统测试

6.1 u-boot调试

6.2内核的测试

6.3 文件系统测试

6.4人机界面测试

6.5 加载驱动

6.6电机信号测试

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢

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