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文檔簡(jiǎn)介
1、嵌入式控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓 名 楊榮宗學(xué) 號(hào) 913110200228學(xué)院(系) 自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān) 業(yè) 自動(dòng)化 同組人楊薛磊 913110200229昝仁杰 913110200228標(biāo) 題 基于S3C2410處理器輔以L(fǎng)inux系統(tǒng)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制指導(dǎo)老師吳益飛南京理工大學(xué)2016 年 12 月1 引言隨著數(shù)字化時(shí)代的不斷發(fā)展,嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了一個(gè)備受關(guān)注的項(xiàng)目,在許多領(lǐng)域內(nèi),如數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等都有嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。隨著嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)展,嵌入式系統(tǒng)正處于快速發(fā)展時(shí)期。在硬件方面,各大電子廠(chǎng)商相繼推出了自己的嵌入式芯片;在軟 件方面,各種嵌入式操
2、作系統(tǒng),如Vxworks、pSOS、Neculeus 和 Windows CE 等,陸續(xù)登陸市場(chǎng)。而作為嵌入式大集體的一項(xiàng)重要組成,Linux正在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)穩(wěn)步發(fā)展。Linux 使用 GPL,所有對(duì)特定開(kāi)發(fā)板、掌上機(jī)、可攜帶設(shè)備等使用嵌入式 Linux 感興趣的人都可以從因特網(wǎng)上免費(fèi)下載其內(nèi)核和應(yīng)用程序,并開(kāi)始移植和開(kāi)發(fā)。許多Linux改良品種迎合了嵌入式市場(chǎng),它們包括 RTLinux(實(shí)時(shí) Linux)、uclinux(用于非MMU設(shè)備的Linux)、Montavista Linux(用于ARM、MIPS、PPC的Linux分發(fā)版)、ARM-Linux(ARM 上的 Linux)和其它Li
3、nux 系統(tǒng)。本課程實(shí)驗(yàn)的硬件平臺(tái)是基于ARM體系結(jié)構(gòu),由北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司開(kāi)發(fā)的 UP-NetARM2410-S 實(shí)驗(yàn)儀器。UP-NetARM2410-S 的CPU為ARM920T 內(nèi)核的三星 S3c2410A 芯片,有MMU可以運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的 ARM-LINUX 內(nèi)核。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 嵌入式 Linux 開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前,要先建立好Linux的開(kāi)發(fā)環(huán)境,其開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立主要分為以下幾步: (1)配置網(wǎng)絡(luò)。包括配置IP地址、NFS服務(wù)、防火墻。網(wǎng)絡(luò)配置主要是要安裝好以太網(wǎng)卡,對(duì)于一般常見(jiàn)的RTL8139網(wǎng)卡,REDHAT9.0可以自動(dòng)識(shí)別并自動(dòng)安裝好,完全不要用戶(hù)參與
4、,因此建議使用該網(wǎng)卡。但對(duì)于REDHAT9.0,默認(rèn)是打開(kāi)了防火墻,因此對(duì)于外來(lái)的IP訪(fǎng)問(wèn)全部拒絕,這樣其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根本無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)它,許多網(wǎng)絡(luò)功能都將無(wú)法使用。因此網(wǎng)絡(luò)安裝完畢后,應(yīng)立即關(guān)閉防火墻。操作如下:點(diǎn)擊紅帽子開(kāi)始菜單,選擇安全級(jí)別設(shè)置,選中無(wú)防火墻。在系統(tǒng)設(shè)置菜單中選擇服務(wù)器設(shè)置菜單,再選中服務(wù)菜單,將iptables服務(wù)的勾去掉,并確保nfs選項(xiàng)選中。 (2)配置NFS。點(diǎn)擊主菜單運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置>服務(wù)器設(shè)置>NFS服務(wù)器(英文為:SETUP>SYSTEMSERVICE>NFS),點(diǎn)擊增加出現(xiàn)如下在界面,在目錄中填入需要共享的路徑,在主機(jī)中填入允許進(jìn)行連接的主機(jī)I
5、P地址,選擇允許客戶(hù)對(duì)共享目錄的操作為只讀(Readonly)或讀寫(xiě)(Read/write)。 (3)遠(yuǎn)程登錄試驗(yàn)箱。新建Linux終端,執(zhí)行Ping命令測(cè)試是否和實(shí)驗(yàn)箱通信。若收到返回的字節(jié)信息,說(shuō)明可以通信。用Telnet命令實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程登錄,用戶(hù)名為root,無(wú)密碼。 (4)掛載Linux系統(tǒng)。在試驗(yàn)箱終端執(zhí)行mount命令,將Linux系統(tǒng)下的“/arm2410s”文件夾掛載到實(shí)驗(yàn)箱的“/mnt/nfs”文件夾。 (5)設(shè)置共享文件夾。在Linux系統(tǒng)下設(shè)置共享文件夾,實(shí)現(xiàn)和windows系統(tǒng)的文件共享,這樣就可以在windows環(huán)境下編寫(xiě)代碼,在Linux系統(tǒng)中完成編譯。2.2 系統(tǒng)功能
6、簡(jiǎn)介本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。這其中:Enter控制電機(jī)的啟停,通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱上面的AD模塊中電位器的旋轉(zhuǎn)不同和通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱上面的鍵盤(pán)模塊中按鍵的不同,從而改變pwm的參數(shù)值,改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.3 系統(tǒng)硬件原理 根據(jù)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)箱之間的配置關(guān)系,構(gòu)建硬件原理圖如下:圖2.1系統(tǒng)硬件原理圖2.4 系統(tǒng)軟件原理 根據(jù)系統(tǒng)的功能可構(gòu)建軟件流程圖如下:圖2.2 系統(tǒng)軟件流程圖2.5 系統(tǒng)各功能設(shè)計(jì)2.5.1 鍵盤(pán)的開(kāi)閉本次實(shí)驗(yàn)中,我主要負(fù)責(zé)鍵盤(pán)的打開(kāi)和關(guān)閉,鍵盤(pán)的打開(kāi)和關(guān)閉是系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)的前提,鍵盤(pán)只有打開(kāi)了才能進(jìn)行后續(xù)工作,鍵盤(pán)的打開(kāi)和關(guān)閉的代碼主要是用了老師給的代碼,在原來(lái)的基礎(chǔ)上對(duì)代碼進(jìn)
7、行了稍加修改,現(xiàn)將關(guān)鍵代碼及注釋如下:(1)鍵盤(pán)打開(kāi):int KBD_Open(void) int i;/定義循環(huán)變量fd = open(KEYBOARD, O_RDONLY | O_NONBLOCK);/以只讀、非堵 塞的方式打開(kāi)鍵盤(pán)設(shè)備if (fd < 0)/條件判斷 printf("%s - Can't open keyboard!n", _FUNCTION_);/鍵盤(pán)打開(kāi)失敗return -1;elseprintf("OK keyboard!n");/鍵盤(pán)打開(kāi)成功for (i=0; i<sizeof(scancodes)/si
8、zeof(scancodes0); i+)scancodesi=MWKEY_UNKNOWN; /掃描鍵盤(pán),查詢(xún)是否按鍵并判斷按鍵是否有效 for (i=0; i< sizeof(keymap)/sizeof(keymap0); i+)scancodeskeymapi.scancode=keymapi.mwkey; /掃描鍵盤(pán),利用虛擬鍵碼進(jìn)行查詢(xún)表中按下的鍵的功能return fd;/返回fd (2)鍵盤(pán)關(guān)閉:void KBD_Close(void)/鍵盤(pán)關(guān)閉函數(shù)close(fd);fd = -1;/關(guān)閉鍵盤(pán)2.5.2 鍵值的獲取 將程序?qū)雽?shí)驗(yàn)箱,需要用實(shí)驗(yàn)箱上對(duì)應(yīng)的鍵來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速
9、,而該部分程序就是實(shí)現(xiàn)鍵值的獲取從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的控制,關(guān)鍵代碼如下: char get_key(void) int keydown=0;char key=0; MWKEYMOD modifiers;MWSCANCODE scancode;while(1)keydown=KBD_Read(&key, &modifiers, &scancode); if(keydown=1)keybufpWrite+=key;if( pWrite >= KEY_BUF_LEN)pWrite %= KEY_BUF_LEN;KEY_BUF_FULL=1; return key; 3 實(shí)驗(yàn)
10、心得 本次嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為期一周,因?yàn)樵诖笕臅r(shí)候有學(xué)習(xí)過(guò)嵌入式這門(mén)課程,所以在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)有一定的思路,但在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還是遇到了不少問(wèn)題,首先是對(duì)于Linux的操作系統(tǒng)熟悉上,因?yàn)橹皼](méi)有接觸這個(gè)系統(tǒng),所以入門(mén)此次設(shè)計(jì)有點(diǎn)困難,然后是編譯問(wèn)題,尤其是在將程序?qū)雽?shí)驗(yàn)箱的時(shí)候,如何用鍵盤(pán)來(lái)控制轉(zhuǎn)速是一個(gè)難點(diǎn),在這個(gè)問(wèn)題上,我們小組通過(guò)調(diào)試,仍然沒(méi)有解決,在詢(xún)問(wèn)其它小組和吳老師的幫助下,我們終于找到了問(wèn)題所在,是代碼的順序出錯(cuò),改正之后,系統(tǒng)就可以正常運(yùn)行了。本次嵌入式實(shí)驗(yàn)時(shí)間雖短,卻讓我受益匪淺,從中更是學(xué)習(xí)到了如何運(yùn)用Linux進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。最后,感謝本組成員和班里同學(xué)的大力支持與幫助,感謝
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