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嵌入式经济型数控系统软件设计-【新闻】北安

发布时间:2021-04-20 12:17:01 阅读: 来源:锐钛型钛白粉厂家

嵌入式经济型数控系统软件设计

数控系统的软件,是数控系统的重要组成部分,在数控系统的软件开发中,主要任务是操作系统、MCX3 24As驱动程序及应用软件的设计与开发。

2实时操作系统的设计

本数控系统选用Linux作为其操作系统,因为linux具有运行可靠、源代码开放、支持多任务等优点,而且Linux具有模块化的结构,这样可以根据不同的使用场合,对其进行裁剪和定制。然而,Linux是一种分时操作系统,可以满足数控系统多任务的要求,但其实时性不能满足数控系统硬实时性的要求。为此,对Linux操作系统进行了实时化改造。

通过Linux的实时内核补丁Xenomai,在硬件平台上增加一个硬实时内核,将Linux内核当作Xenomai的优先级最低的任务执行,这样Linux内核的任务,可以被其他的高优先级的任务抢占CPU,从而保证运动控制的实时性。该抢占机制使得其响应速度特别快。在ARM平上Xenomai的中断响应时间,在内核态不会超过45U S,在用户态中断响应时间也在722 S以下刚,因此能够满足数控系统硬实时性的要求。

这样,操作系统被分成了2个区域:非实时域和实时域,非实时域建立在普通Linux内核基础上,而实时域建立在实时内核基础之上。

数控系统的任务分为两类:一类为实时任务,例如设备急停、故障检测等,它们由实时内核负责完成:另一类为非实时任务,如工信息显示、加工信息译码等,它们由普通Linux内核来处理。两个内核之间,可以通过管道、共享内存等方式相互通信,共同完成数控系统实时和多任务的要求。

2 MCX3 24As驱动程序设计

驱动程序是上层应用程序操作外部设备的一个桥梁,MCX3 24As驱动程序主要是由驱动程序的入口函数、出口函数、设备结构体以及file—operations结构体这4部分纵成。其中,入口函数完成设备的注册、中断资源的申请和初始化工作:出口函数完成设备的注销和中断资源的释放:file—operations结构体完成设备打开、读、写、I/O控制、释放等函数等初始化。MCX324As驱动程序可以编译成模块,动态加载到Linux系统中。应用程序对MCX3 24As设备文件的读写操作,实际上就是对MCX324As芯片相应寄存器的读写操作,进而完成一系列数控操作。

3应用软件设计

应用程序主要包括人机交互界而、数控加工代码译码、刀具补偿、加工控制和刀具信息数据库等模块。通过人机交互模块,可以新建加工文件,编辑加工程序,然后通过译码和刀补模块将加工程序转化为对MCX3 24As的操作信息,最后通过加工控制模块来控制MCX324As的工作。

将功能强大的应用程序开发框架Qt4/Embedded用于数控系统应用软件开发,Qt4/Embedded完伞而向对象,与C语言具有良好的兼容性,因此可以将应用程序中的每一功能模块封装为一个类,便于开发。图4为开发的数控系统的实物图。

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