ARM嵌入式Linux系统
设计与开发
项
目
设
计
院系:信息工程学院
班级:2009级(一)班
学号: 2009051107
姓名: 谷耀民
授课教师: 杜俊
在嵌入式Linux开发过程中需要为指定设备编写和编译驱动程序,这与以往在PC机上的Linux驱动开发明显不同,本文设计了基于S3C2440嵌入式Linux下激光雕刻系统的步进电机驱动程序。
1 硬件系统的设计
步进电机开环控制系统主要由中央控制器、步进电机驱动器、传感器以及步进电机四大部分组成。本系统采用基于ARM920t内核的S3C244 0A微处理器作为控制系统的中央控制器,该芯片主频400MHz,最高可达到533MHz,内含多种设备接口,存储器使用64MB的Nand Flash和64MB的SDRAM。图1所示为控制系统框图。
开始
设置脉冲个数
保护现场
输出高电平
延时
输出低电平
延时
脉冲数?
恢复现场
返回
图1 环形脉冲流程图
2 系统的工作原理
本系统主要控制两个两相混合式步进电机,分别代表X轴和Y轴带动传能光纤进行激光雕刻。系统采用8路I/O口进行脉冲输出,每4路接一个步进电机驱动器,通过功率放大后,进入步进电机的各项绕组。电机有半步、整步两种工作模式,°,°,整步一周共200步。如:半步模式的两步进电机正转脉冲为{0x11,0x33,0x22,0x66,0x44,,0x88,0x99};整步模式为{0x11,0x22,0x44,0x88,0x11,0x22,0x44,0x88},一个步进电机运作时,只对脉冲时序的高或低4位操作,另外4位为0。而改变脉冲的顺序,即可改变转动方向。在整个控制系统中,数据处理在Linux应用程序中完成,步进量传递给Linux驱动程序后,由驱动程序完成脉冲输出。通过软件来完成脉冲分配,可根据应用系统的需要,随时改变对步进电机的控制。
3 嵌入式Linux步进电机驱动程序的设计
Linux操作系统将所有的设备(而不仅是存储器里的文件)都看成文件,以操作文件的方式访问设备。应用程序不能直接操作硬件,而是使用统一的接口函数调用硬件驱动程序。设备驱动程序是操作系统内核和硬件之间的接口。Linux设备驱动与内核接口可分为三大方面:;;。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。而脉冲信号的频率和脉冲数是控制电机的两个重要方面。本系统步进电机4路脉冲输出由硬件地址0x28000006的bit0~bit3控制,bit0对应MOTOR A+,bit1对应MOTOR B+,bit2对应MOTOR_A-,bit3对应MOTOR_B-。这里针对整步模式下的步进电机进行脉冲分配信号,半步模式的步进电机正转导电状态时的控制顺序为A+_A+B+_B+_B+A-_A-_一A-B-_B-,整步模式的步进电机正转导电状态时的控制顺序为A+_B+_A-_B-。
因此在程序中需要通过编制脉冲分配信号来控制步进电机,并通过修改脉冲分配信号来实现对步进电机方向的控制。图2是用软件形
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