基于实时linux的嵌入式数控系统控制软件的研究

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1、分类号密级UDC学号桂林电子科技大学硕士学位论文题目：基于实时Linux的嵌入式数控系统控制软件的研究（英文）：ControlSoftwareResearchonEmbeddedNumericalControlSystemBasedonReal-timeLinux研究生学号:092011201研究生姓名:朱道明指导教师姓名、职务:蒋廷彪教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:机械电子工程提交论文日期:2012年4月论文答辩日期:2012年6月2012年6月万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时

3、署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要传统基于PC的数控系统具有结构复杂，模块化程度低等缺点，而且通常使用商业系统软件，存在版权问题，降低了数控系统的开放性。针对以上问题，本课题将嵌入式技术与数控技术相结合，实现了开放式的嵌入式数控系统的软硬件平台，并对数控控制软件进行了深入研究。针对

4、数控系统实时多任务的特点，以嵌入式ARM微处理器S3C2440和运动控制专用DSP处理器MCX314As为硬件基础，结合必要的外围设备，设计了ARM+ARM+DSP三处理器嵌入式数控系统硬件平台。以开源的嵌入式Linux为操作系统，通过Xenomai双核实时化改造方案，成功搭建起了Xenomai/Linux双核实时系统软件平台。对嵌入式数控系统控制软件进行深入研究，给出了一种新的数控软件设计方法——加工信息双向链表。运用链表的结构特点并结合G代码逻辑分组思想，设计了数控译码进程和刀具补偿进程；针对三处理器硬件平台，综合考虑G代码信息流

5、的特点，运用Socket套接字接口和TCP/UDP通信协议，实现了加工信息在ARM处理器之间可靠的传输；为了充分发挥MCX314As的数控功能及实现复杂的加工控制，设计了运动控制动态函数库；最后，通过轻量级的图形界面应用程序框架Qt4/Embedded，实现了具有多种功能的层次化人机交互界面。在数控系统底层设备驱动方面，开发并移植了MCX314As运动控制芯片、网络设备及触摸屏设备的驱动程序。最后将数控系统的软硬件集成，独立于PC进行测试，设计有针对性的测试加工程序，进行软件仿真加工测试，测试结果表明了本课题所设计的控制软件的正确性，

6、也表明了嵌入式数控系统的可行性。本课题所开发的嵌入式数控系统软硬件平台及其控制软件全部采用开源工具及开源代码完成，具有自主知识产权。本课题的研究成果具有很强的实用价值，研究成果的转化有利于推动地方机械制造技术的发展，同时也为基于Linux的全软件数控系统的研制打下了一定的基础。关键词：嵌入式；Linux；数控；控制软件；ARM；DSP；I万方数据摘要AbstractThetraditionalPC-basedNCsystemhasthedisadvantagesofcomplicatedstructureandlowmodularit

7、y,usuallyusingcommercialoperationsystem,thatreducestheopennessofNCsystemforcopyrightreasons.Fortheabove-mentionedproblems,thepapermakesembeddedtechnologyandNCtechnologyorganicallyintegrated,thesoftwareandhardwareplatformoftheopen-architectureembeddedNCsystemwereimplemen

8、tedandadeepresearchaboutcontrolsoftwarewasmade.AimingatthecharacteristicsofrealtimeandmultitaskofembeddedNCsys