求一篇大专数控专业的毕业论文。
摘要在开放式数控系统中,将μC/OS-ⅱ实时操作系统移植到MCS-51上,在其内核上创建自己的任务,开发实时操作。
动态控制系统。数控系统具有通信和网络功能。将该系统应用于加工平台仿真,验证了系统的可行性。
开放式数控;μC/OS-ⅱ;实时操作系统
1开放式数控系统
开放式数控是数控技术的发展趋势。几年前,在国内外
关于基于PC的开放式数控系统的讨论很多,也取得了一些成果。最近的段落
时代,由于嵌入式技术的发展,嵌入式实时操作系统的开放性被采用。
NC型逐渐引起了业界的关注。主要原因是基于PC技术的数字。
控制系统在实时性方面有其固有的缺点。一方面,嵌入式技术
艺术恰恰发挥了它的优势,逐渐显示出它强大的生命力。
目前,嵌入式开放式数控系统的研究主要是指实时操作。
成为系统的控制者。本文利用μC/OS-ⅱ研究了实时内核的数量问题。
控制系统的软硬件结构和实验系统的开发。与PC技术无关。
2基本架构和工作原理
硬件结构以Windows 78E58(51系列)为核心,扩展RAM,显示
显示器和键盘接口8279,MAX232串口,8255并口和RTL 8019 AS网络。
芯片。步进电机的输出由78E58直接处理。如图1所示。
W inbond 78E58内核32kB FlashROM,含μC/OS-ⅱreal。
包括实时内核在内的系统软件(即实时操作系统)约25kB。涉及
介绍了实验系统的所有数控功能,包括输入、译码、插补和伺服输入。
显示、通讯等功能。
图1中的8279主要用于管理自行设计的小键盘和LED显示屏。
设备。零件加工程序可以从键盘输入。你也可以从MAX232串行。
口输入。并口8255主要用于机床I/O信号的输入、输出和调整。
尝试使用它。8019AS是一个网络接口芯片,使这个嵌入式系统兼容。
连接TCP/IP协议的以太网,实现上网功能。78E58包含一个
一个简化的TCP/IP协议栈。
实时时钟是嵌入式系统的一个显著特征。当μC/OS-ⅱ需要的时候。
时钟周期为10~100ms,刚好满足数控系统工作周期的需要。基础
实验系统采用10ms的工作周期,复杂系统可适当增加。
μC/OS-ⅱ是一个开放源代码的实时抢占式内核,可以管理
64个任务中,系统预留了8个,用户可以使用56个任务,每个任务
任务的优先级必须不同(对于CNC系统,这56个任务已经
绰绰有余)。
在GB/T 18759-2002开放式数控系统国家标准中,开放程度
分为三个层次。第二层是“控制设备处于确定和固定的拓扑结构中”
在该结构下,允许在NC核心中替换或添加特定模块,以满足用户的特性。
特殊要求。“只要不同的函数“挂”在μC/OS-ⅱ开放内核下。
任务,比如解码、插值、输出等模块基本都能达到秒级。
要求,实现开放式数控的目标。
3开放式数控系统的软件实现
3 1软件接口
整个软件系统基于μC/OS-ⅱ,在创建的所有任务中,
调用相应的应用软件模块,结合实时中断服务程序,* * *完成系统相同。
统一功能。为了实现开放式数控系统的模块化,完善应用软件模块。
基于可互换性和可移植性,为每个应用软件模块定义相应的程序连接。
嘴巴。只要软件接口一致,应用软件模块可以替换和互换。
以下是插补程序(C语言)的部分接口定义,包括插补。
数据的数据结构和一些相关的函数接口。
3.2任务实现
除μC/OS-ⅱ外,整个软件建立了9个任务和一个系统。
系统初始化程序。这九项任务是。
在前台和后台结构中分配九个任务,前台程序是实时的。
强任务,包括插补任务,监控任务,机床信号输入/输出。
服务。其余为后台任务,零件加工程序的输入任务主要来自键盘。
进入加工程序,把它存入内存。串行通信是从外部输入零件加工。
程序。网络的任务是与局域网交换信息。在空闲任务中显示。
中等。
系统初始化只在启动时运行一次,以启动多任务OSStart()。
结束,如图2所示。
μ C/OS-II提供了任务间的通信和数据共享。
介绍了三种方法:信号量、邮箱和消息队列。我们以信号量为例来说明。
任务间通信的方法。用户任务表单如下:
这样,任务就是一个无限循环的C语言函数。功能中的任务
通过OSSemPend()函数等待相应信号量的到来,触发任务的执行。
ok;并使用系统延迟函数OSTimeDly()进行延迟。如图2所示,该系统
初始化工作是μ C/OS-II初始化、信号量创建和任务创建。
界面初始化等。多任务开始时OS start();之后在μC/OS-ⅱ中。
按照…的时间表运行。首先,系统在键盘命令发出之前是在等待的。
状态,每个用户任务都在等待信号量的到来。在此期间,系统执行
是优先级最低的任务OSTask Idle,做一些显示和其他工作。固体
中断定期发生,但没有键盘命令,只有一些异常监控等。
不会出现插补等加工状态。一流的处理键盘命令按下,后的关键。
磁盘分析任务关键分析任务分析任务,并解码任务转换
后期任务发出信号量,进入解码过程,解码任务从内存中取出。
编译并处理零件加工程序,同时向插补程序发送信号量,直到
实时中断发生后,插补任务收到信号量后开始插补处理。
本实验采用步进电机伺服系统,可以同时进行插补和输出。
出去。在解码任务遇到M02和M30之前,继续编译。
直到零件加工程序结束。零件加工程序的输入任务是输入任务。
在非加工状态下,键盘命令发出后将指定KeyAnalyse任务。
事务解析,向InputTask InputTask发送信号量。输入任务越来越
旗语之后,零件加工程序从键盘输入到存储器。串行通行证
新和网络通信也被设计为在非处理状态下执行。
在以太网通信的硬件设计中,采用了RTL8019AS,这是一种
10Mbps以太网卡控制芯片广泛应用于PC机的ISA接口。
在以太网卡中。虽然电脑网卡市场的主流产品已经是
10M/100M自适应以太网卡的PCI接口,但RTL8019AS。
生产线还是没有停。因为RTL8019AS支持8位数据总线,所以是跳的
在线工作模式下连接单片机非常方便,因此在嵌入式系统领域
仍然有很大的应用价值。图3是硬件连接图。
除了硬件连接,软件中还要写相应的驱动。内容
芯片初始化有三种类型,发送以太网帧包和接收以太网帧包。
4开放式数控系统的实现与验证
根据上述体系结构,我们建立了一个小型的开放系统。
投入数控实验平台。在图1的基础上,通过P1进行X-Y实验。
工作台。通过键盘输入零件加工程序,按下开始按钮后,输入。
行解码,插值,伺服输出。工作台的x轴和y轴由两个步进电机驱动。
动态和插补算法中采用了最常用的逐点比较法,演示结果达到了预期效果。
效果。证明了开放式数控系统控制思想的正确性。
5结束语
基于μC/OS-ⅱ的开放式数控系统工作台稳定、可靠、开放。
强,虽然目前只初步实现了数控系统的基本功能,但可以
随时根据需要,利用嵌入式系统的软硬件资源扩展功能。
便于二次开发,满足不同的功能需求。是实现开放式数控和
数控系统“个性化”的有效途径。
参加考试,贡献力量
[1]谭峰,等.基于μC/OS-ⅱ的开放式数控系统研究。机械和电子,
2004, 12.
[2]李成仁等.嵌入式系统与单片机应用.北京:清华大学出版社,
2005.
[3]谭峰,等.基于以太网的嵌入式数控系统的研究与开发.西北工业大学。
硕士论文,2005年3月。
李成仁,等。现代机电控制系统。Xi安:西北工业大学出版社,1999。
[5]GB/T 18759.1-2002,开放式数控系统标准第一部分:总则。