嵌入式自调匀整装置控制系统的研究与实现

论文摘要

随着我国纺纱工艺的提高，纺织产品的质量日益受到人们的关注。而自调匀整装置的正常工作与纺织产品的质量有着莫大的关系。一个性能既好又稳定的控制系统是自调匀整装置正常工作的关键与保证，因此本文提出了嵌入式自调匀整装置控制系统的研究与实现，旨在设计出一种集自调匀整装置监测和控制于一体的控制系统，对自调匀整装置进行高效、稳定控制。该控制系统采用嵌入式技术，基于高性能的工业级ARM架构微处理器S3C2410X，使用嵌入式Linux作为操作系统，利用SPI接口来对底层I／O进行读写，并在此基础上对自调匀整装置进行控制。控制系统还外接触摸屏，可通过友好的人机交互界面，简单方便地实现对自调匀整装置的监测。本文首先阐述了嵌入式自调匀整装置控制系统的研究背景和意义，分析了国内外同类产品的研究现状；接着介绍了嵌入式自调匀整装置控制系统的基本硬件结构、嵌入式操作系统的移植技术、嵌入式GUI的选择以及开发环境的建立；然后实现了控制系统I／O口的读写功能；再对本课题所要控制的自调匀整装置进行介绍，并对其控制原理与控制策略进行了分析，然后实现了控制系统对自调匀整装置的控制；最后设计了嵌入式人机交互界面。本文研究与设计的嵌入式自调匀整装置控制系统符合自调匀整装置控制系统自动化、信息化的要求，完成了SPI接口驱动程序以及控制系统控制程序的编写，为最终将该系统推入市场并广泛应用奠定了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本论文的研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题来源及主要研究内容
• 1.4 本文的章节安排
• 第二章 嵌入式自调匀整装置控制系统概述
• 2.1 硬件结构及基本功能模块
• 2.2 控制系统软件平台的搭建
• 2.2.1 嵌入式操作系统的选择
• 2.2.2 嵌入式操作系统的移植
• 2.2.3 嵌入式GUI的选择
• 2.3 嵌入式系统开发环境的建立
• 2.3.1 交叉编译环境的建立
• 2.3.2 建立NFS服务
• 2.4 本章小结
• 第三章 控制系统I/O读写功能的设计与实现
• 3.1 模拟量的读写
• 3.1.1 A/D、D/A转换
• 3.1.2 CPLD程序设计
• 3.2 数字量的读写
• 3.3 SPI驱动程序设计
• 3.3.1 嵌入式Linux驱动程序概述
• 3.3.2 SPI接口简介
• 3.3.3 SPI驱动程序
• 3.4 SPI驱动模块的加载
• 3.5 I/O功能的调试
• 3.6 本章小结
• 第四章 嵌入式自调匀整装置控制系统的实现
• 4.1 自调匀整装置概述
• 4.1.1 自调匀整基本原理
• 4.1.2 自调匀整装置的组成与分类
• 4.1.3 自调匀整装置简介
• 4.1.4 自调匀整装置控制原理
• 4.2 伺服驱动器简介
• 4.3 自调匀整装置控制的实现
• 4.3.1 脉冲序列的发生
• 4.3.2 脉冲序列的计数
• 4.3.3 电压转换电路
• 4.3.4 控制程序的编写
• 4.4 匀整效果调试
• 4.5 本章小结
• 第五章 人机交互界面的设计
• 5.1 Qt体系结构
• 5.2 Qt/Embedded开发环境的建立及移植
• 5.2.1 建立Qt/Embedded开发环境
• 5.2.2 Qt/Embedded的移植
• 5.3 Qt程序设计
• 5.4 Qt程序的调试工作
• 5.4.1 Qt程序的移植
• 5.4.2 Qt程序运行结果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录1 SPI接口驱动程序
• 附录2 I/O口读写功能测试程序一: 模拟量与数字量读取程序
• 附录3 I/O口读写功能测试程序二: 模拟量输出程序
• 附录4 I/O口读写功能测试程序三: 数字量输出程序