基于LPC2214和S3C44B0X实现PCB钻床控制器的设计

基于LPC2214和S3C44B0X实现PCB钻床控制器的设计

1.引言

2.控制器的硬件设计

控制器由系统板和接口板组成：系统板是由LPC2214 和S3C44B0X 及其相关外围电路构成的，是控制器的核心；接口电路板主要负责系统板和机床电器之间的驱动，电平匹配。系统的硬件结构参考图1。

图1 控制器硬件结构图

2.1 控制器系统板硬件设计

2.1.1 控制器人机交互系统的硬件设计

2.1.2 机床运动控制系统硬件设计

2.1.3 人机交互系统和机床运动控制系统的通信

数控系统的加工指令经过S3C44B0X 的处理后要传给LPC2214 进行执行，而LPC2214执行的结果要返回给S3C44B0X 进行处理和显示。系统采用I2C 总线进行通信。S3C44B0X工作在主器件模式，而AT24C04 和LPC2214 工作在从模式。AT24C04 的从地址是0xa0，LPC2214 的从地址是0x50，I2C 的速率为400KHz。S3C44B0X 和LPC2214 各自建立一个24 字节的全局数组进行通信。

3.软件设计

软件部分主要由人机交互系统软件和机床运动控制系统软件组成。人机交互系统软件结构比较复杂，所以软件移植了μC/OS－II 操作系统。机床运动控制系统软件结构比较简单，但是这部分软件有很强的实时性要求，所以软件没有移植操作系统，而是采用时间触发模式编写。

3.1 人机交互系统软件设计

应用层在系统层提供的 API 函数的基础上，设计了主任务和机床手动加工，自动加工，文件传输，参数设置等任务。系统的入口函数Main 函数流程如图2 所示。主任务函数结构如图3 所示：

3.2.LPC2214 程序设计

typedef data struct

{void （*P_task）（void）; //指向任务的指针

unsigned int Delay; //延时时间

unsigned int Period; //任务再次运行的间隔时间

unsigned int run; //任务需要运行的次数

}task;

4.结束语

在控制器方案考虑和设计中，我们充分考虑了嵌入式系统对功耗，成本和尺寸的敏感性。基于I2C 的双ARM 结构的钻床控制器具有性能优良，系统集成度高，性能可靠，人机交互友好，可扩展性好的特点，相对于传统的基于单片机的钻床控制器在性能上有很大的提高。本设计为嵌入式系统在印刷电路板控制器中的应用提供了新的思路，具有较好的应用价值。

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