基于Cortex-M3的喷气织机引纬控制系统的研制

论文摘要

近几年来,嵌入式技术随着集成电路技术和计算机技术的发展而日渐普及,在医疗、电子等领域发挥着很重要的作用,具有重要的意义。ARM Cortex-M3处理器是行业领先的32位嵌入式处理器,适用于具有高确定性的实时应用,已专门开发为允许合作伙伴为范围广泛的设备（包括微控制器、汽车车体系统、工业控制系统以及无线网络和传感器）开发高性能低成本的平台。该处理器提供出色的计算性能和对事件的卓越系统响应,同时可以应对低动态和静态功率限制的挑战。该处理器是高度可配置的,可以支持范围广泛的实现（从那些需要内存保护和强大跟踪技术的实现到那些需要极小面积的对成本非常敏感的设备）。喷气织机是现代无梭织机中速度最快的一类织布机,具有性能好而维修工作量及费修费用低、引纬率高的性能的特点,在整个织布机发展市场中,具有重要的地位。将嵌入式Cortex-M3处理器应用到喷气织机的引纬控制,一方面可以减少产品成本,同时也对提高我国的中高档喷气织机的技术水平有重要意义,对其他无梭织机的研发具有重要的参考意义。论文的主要研究内容主要包括硬件和软件设计2个方面。硬件主要是以Cortex-M3内核为中心的主板、电源板以及驱动板的设计；软件主要是利用MDK软件进行编程,采用工艺圆原理实现控制织机引纬的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源和研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 研究背景和国内外现状
• 1.3 喷气织机引纬控制概述
• 1.3.1 喷气织机的纬向系统组成
• 1.3.2 喷气织机引纬原理
• 1.3.3 喷气织机的五大运动
• 1.4 课题研究的主要内容及关键技术
• 1.4.1 课题研究的主要内容
• 1.4.2 课题研究的关键技术和论文框架
• 第二章 系统的总体设计
• 2.1 引纬控制的主要模式
• 2.2 系统主要功能
• 第三章 引纬控制系统的硬件设计与实现
• 3.1 总体概述
• 3.1.1 整体框架图
• 3.1.2 单元电路结构
• 3.2 主板电路的硬件设计
• 3.2.1 MCU控制模块电路
• 3.2.2 输入模块电路
• 3.2.3 输出模块电路
• 3.2.4 通信模块电路
• 3.3 喷气阀驱动电路
• 3.3.1 喷气阀的驱动
• 3.3.2 交流接触器的驱动
• 3.4 电源模块
• 3.5 系统硬件与外界连接的接插口
• 第四章 控制系统的软件设计与实现
• 4.1 嵌入式Cortex-M3处理器编程模型
• 4.2 嵌入式Cortex-M3系统的编程调试环境
• 4.3 基于嵌入式Cortex-M3的系统软件的驱动集合
• 4.4 工艺圆原理
• 4.4.1 工艺圆基本原理介绍
• 4.4.2 工艺圆角度的数据结构体
• 4.5 状态机算法的设计
• 4.5.1 状态机主状态的设计
• 4.5.2 状态机状态生成算法设计
• 4.6 主要模块的设计和实现
• 4.6.1 通信功能模块
• 4.6.2 角度生成模块
• 4.6.3 引纬控制模块
• 4.6.4 喷嘴测试模块
• 4.6.5 停车处理模块
• 第五章 调试和运行
• 5.1 系统测试
• 5.1.1 实验室测试平台的搭建
• 5.1.2 基本测试
• 5.1.3 系统功能测试及运行
• 5.2 调试遇到的问题及解决
• 5.2.1 硬件问题及解决的方案
• 5.2.2 软件问题及解决方案
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.1.1 本课题的主要研究成果
• 6.1.2 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢