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1 引言 目前，嵌入式技術已成為通訊、控制和消費類產品的發展方向，嵌入式系統i -:要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成，它的開發應用已被列入國家重點科技發展計劃，以其體積小、功能強、價格低的優勢而得到口益)、一泛的應用，已成為工業自動化應用的一種趨勢。 運動控制器技術，是綜合應用自動控制、計算機控制等相關技術，對機械傳動裝置. l‘電機的位置、速度進行實時的控制管理，使運動部件按照預期的軌跡和規定的運動參數完成相應的動作。嵌入式結構的運動控制器把計算機嵌入到運動控制器，1‘，能夠獨立運行，它與計算機之間的通信采用了可靠的總線連接方式(采用針式連接器)，更加適合工業應用。 2 系統硬件平臺設計 嵌入式運動控制器i -:要包括兩個部分:嵌入式CPU I-:板和運動控制模塊。運動控制模塊可采用固高科技有限公司的高性能運動控制板卡，在高性能運動模塊的基礎上，對嵌入式處理器部分有嚴格的要求，例如:對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的，1‘斷響應時間;具有功能較強的存儲區保護功能;可擴展生長的處理器結構，能迅速地開發出滿足各種應用性能的嵌入式微處理器;功耗很低 因此選用了ICOP-6070嵌入式i -:板作為系統核心，具體接口見圖1。除了核心控制模塊外，就是運動控制模塊，它是具體動作的執行者。嵌入式PC104 I-:機板通過插件直接插裝在運動控制卡上，運控卡上有兩個DB62插座，連接到端子板上，再由端子板給出控制電機信號。由于運動控制器和計算機模塊之間分別采用插針式的連接.相互獨立.運動控制器和PC板都 3 軟件平臺設計 工業嵌入式系統的i -:要指標是:實時性、高效率、安全穩定性與可靠性以及結構緊湊、易于剪裁、良好的開放性。可供嵌入式應用的圖形操作系統有多種，比如Windows CE,PaIm OS等，而Palm OS一般只應用在手持設備上。適合工業環境應用(過程)標準的系統，目前有Windows CE和Linux等兒種。 WinCE是微軟開發的多任務嵌入式操作系統，模塊化及可伸縮性、實時性能好，通信能力強大，支持很多種嵌入式 CPU(包括X86,arm等)。選擇Windows CE.net嵌入式操作系統，作為本嵌入式運動控制系統的操作平臺，最I-:要考慮Windows操作簡單實用，多任務的操作，功能的強大，性能的穩定，最I-:要是Win-doves程序移植方便，熟悉Windows程序開發的人員，能夠迅速掌握Windows CE .net程序的開發，同時減少程序開發人員的難度。 3.1操作系統平臺設計 為了能夠能在Windows CE .net操作系統，必須定制一個Windows CE .net操作系統平臺，平臺的生成可以使用Windows CE .net的工具Platform Builder 4.2 0其生成平臺I-:要步驟如下: (1)將Windows CE .net 4.2的操作平臺裝入PC機。 (5)完成了嵌入式平臺的工程，可以將NK.bin下載到I-:板運行，也以通過網絡下載到嵌入式I-:板上運行。 3.2嵌入式運動控制器驅動程序 在使用運動控制器之前，必須先安裝運動控制器的驅動程序，這樣才可以正確使用運動控制器，加入此驅動程序的步驟如下: (1)將運動控制器驅動程序文件GooGolDriver.dll拷貝到平臺的Release目錄下。 (2)在平臺編輯環境，}‘打開工程，}' proj ect.reg文件，將如下文本內容復制到此文件，}‘。 [HKEY LOCAL,_MACHINE\Drivers\BuiltIn\GooGolDriver (4)至此，嵌入式系統的SDI安裝完畢，eMbeddedVisual C++可以在此SDI的基礎下開發程序。 本軟件最I-.要的功能通過運動控制器的運動指令的調用，來實現在運動控制器的使用，滿足具體的應用，1‘的控制過程。 工業控制軟件是工控系統用于控制工業生產的軟件部分，其安全性和可靠性的要求是非常高了。本控制軟件除了具有工業控制軟件的基本特點之外，還需有具有以下特點:系統軟件的長期穩定工作特性;控制軟件實時性;控制軟件操作的實用性、簡單性; 根據工業控制軟件特點，因此本軟件，}‘沒有豐富的圖形顯小界面，I-.要從功能實現、軟件穩定性、控制的實時性、軟件操作簡單上編寫。以能夠完好的達到功能演小為目的編寫此程序。 在對嵌入式運動控制器操作之前，先必須初始化嵌入式運動控制器;為了更好的反應當前加工狀態，須要實時讀取當前加工機床的實際位置，根據此位置信息，把實際的加工情況用簡單的三維圖形顯小出來。 5 小結 傳統基于PC的運動控制器，采用軟件實現的控制方法，無論性能如何提高，也不能勝任越來越高的高速高精度要求。嵌入式運動控制器的研究是一個系統的過程，為了確保性能的穩定和可靠性，必須對軟硬件的設計有一個全面地認識。本文提出的PC 104設計方案解決了目前市場對嵌入式運動控制器的強大需求。本文的研究內容將對今后的研究工作起到一定的指導作用。 6 結束語 本系統是固高科技有限公司目前在嵌入式運動控制領域開發出的一套功能強、性能穩定、體積小、價格低、適合工業控制的運動控制系統，是在傳統PC-Based運動控制器基礎上的重要創新。本文的創新在于:目前對嵌入式控制器的應用介紹得較多，沒能夠對核心的研發技術進行研究;另外本文對嵌入式系統操作系統平臺Windows CE的研究，使得客戶現有的Windows下編譯的應用軟件，可以很方便的移植到CE下使用，減少開發周期，降低開發成本，快速見效益。 |
