嵌入式数控雕刻机系统平台及人机界面软件开发

论文摘要

数控系统是数控雕刻机的控制核心,其控制功能的强弱、控制性能的优劣直接关系着数控雕刻机的加工质量与加工效率。基于ARM的嵌入式数控雕刻系统是计算机技术、嵌入式技术与数控技术的高度综合。本文主要研究了基于ARM的嵌入式数控雕刻机系统平台软件的设计,并在此基础上进行了人机界面软件的开发。论文首先分析了流行的嵌入式操作系统和嵌入式图形界面库的优缺点,选取Linux和Qt/Embedded作为嵌入式数控雕刻系统的操作系统和嵌入式图形界面库,并在详细研究嵌入式Linux操作系统实时性能的基础上,提出了改进Linux系统实时性能的方法,然后对输入设备驱动程序、驱动程序与图形界面库的接口进行了设计,最后详细阐述了嵌入式数控雕刻系统人机界面软件的实现方案。此外,论文还给出了系统平台和人机界面软件的测试方法和例程源码。测试结果表明,经过改进的集成了实时子系统的Linux操作系统能满足微秒级实时响应要求,输入设备驱动程序和图形界面库驱动接口运行正常,开发的人机界面软件响应正确,为进一步完善数控雕刻系统的开发奠定了坚实基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数控系统概述及其发展趋势
• 1.1.1 数控系统发展背景
• 1.1.2 数控系统发展现状
• 1.1.3 数控系统发展趋势
• 1.2 数控雕刻机概述
• 1.2.1 雕刻机及其分类
• 1.2.2 雕刻机控制系统
• 1.3 嵌入式系统
• 1.3.1 嵌入式系统概述与特点
• 1.3.2 嵌入式系统应用于数控的优势
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 嵌入式数控雕刻系统总体结构
• 2.1 嵌入式数控雕刻系统硬件模块介绍
• 2.2 嵌入式数控雕刻系统软件模块设计
• 2.2.1 嵌入式数控雕刻机系统平台软件
• 2.2.2 用户应用程序
• 2.3 本章小结
• 第三章 嵌入式数控雕刻系统实时性能改进
• 3.1 数控系统实时性能分析
• 3.1.1 数控系统实时性能要求
• 3.1.2 影响实时性能因素
• 3.1.3 Linux2.6 实时性能分析
• 3.2 实时性能的改进
• 3.2.1 现有的改进方法
• 3.2.2 本文采用的方法
• 3.2.3 实时性能测试
• 3.3 本章小结
• 第四章 设备驱动程序与GUI 驱动接口开发
• 4.1 Linux 设备驱动程序分析
• 4.1.1 Linux 设备分类
• 4.1.2 驱动程序与应用程序接口
• 4.2 输入设备驱动程序
• 4.2.1 输入设备硬件电路介绍
• 4.2.2 输入设备驱动程序设计
• 4.3 嵌入式GUI 驱动接口
• 4.3.1 Linux 上Qt/Embedded 的实现
• 4.3.2 Qt/Embedded 底层驱动接口
• 4.4 驱动程序测试
• 4.5 本章小结
• 第五章 数控雕刻系统人机界面程序的设计
• 5.1 人机界面设计
• 5.1.1 数控雕刻系统人机界面分析
• 5.1.2 数控雕刻系统人机程序功能模块划分
• 5.2 人机界面程序的开发
• 5.2.1 图形用户界面设计
• 5.2.2 图形用户界面实现
• 5.2.3 开发注意点
• 5.3 人机界面程序的测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文