基于嵌入式的绣花机软件设计与研究

论文摘要

电脑绣花机近年来发展迅猛。电脑绣花机电控系统的任务是:能够精确控制绣花机的绣花运动,根据花样格式数据绣出各种色彩的花样,并能对花样图形进行处理。本绣花机电控系统的主轴采用伺服电机,X、Y轴采用细分驱动的步进电机,换色、勾线、剪线电机均采用交流电机,扣线采用电磁铁。基于嵌入式的电脑绣花机电控系统具有较高的稳定性和智能性,而且有利于使用模块化方法设计。本文介绍了一种模块化的软硬件构架,便于更新换代,促使各厂商开发优势部件和有利于整体发展。基于这种构架,本文设计了基于嵌入式处理器的高性能绣花机电控系统。硬件系统包括S3C2410A主控器(基于ARM920T的PC104总线)、交流电机驱动电源、伺服电机及驱动器、细分步进电机及驱动器、断线检测电路板及各种传感器等。软件采用嵌入式Linux操作系统,该操作系统是公开源代码的自由软件,无版权要求,特别适合民品应用和降低成本。图形界面采用QT编程。软件包括控制硬件的设备驱动程序、图形用户界面、花样文件识别、花样数据处理、断线检测程序以及和外部USB盘、以太网数据交换等。本文的重点在于嵌入式软件的开发,主要做了以下研究工作:1.制定了系统总体方案,设计了信息处理和控制一体化结构,有利于系统的性能升级和用户的多种选择;2.重点介绍了Linux下电脑绣花机控制系统设备驱动程序的设计;3.详细分析了绣花花样文件存储格式和DSB、DST文件的解码方法;4.采用了QT图形系统编写了可视化的用户界面;5.编制了RS485接口传输协议,实现了主控部分和机头断线检测的信息传递。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 绣花机发展状况
• 1.2 嵌入式系统发展状况
• 1.3 项目来源
• 2 绣花机电控系统设计方案
• 2.1 电脑绣花机工作原理
• 2.2 电控系统方案设计
• 2.3 硬件结构
• 2.3.1 系统组成
• 2.3.2 主控箱
• 2.3.3 电源箱
• 2.3.4 电机及驱动器
• 2.3.5 断线检测板
• 2.3.6 针位置检测板
• 2.3.7 传感器
• 2.4 软件结构
• 3 绣花机驱动程序设计
• 3.1 Linux设备驱动程序
• 3.1.1 Linux设备驱动程序简介
• 3.1.2 Linux设备驱动程序的类型
• 3.1.3 Linux字符设备驱动程序的编写
• 3.1.4 Linux设备驱动程序的编译和装载
• 3.2 绣花机驱动程序设计
• 3.2.1 绣花机驱动程序的初始化
• 3.2.2 中断处理
• 3.2.3 步进电机的速度控制方案
• 4 花样文件分析
• 4.1 花样文件格式
• 4.2 花样文件结构
• 4.2.1 花样文件头结构
• 4.2.2 花样文件体结构
• 4.3 花样文件处理
• 5 QT界面设计
• 5.1 QT编程技术
• 5.1.1 QT概述
• 5.1.2 QT对象模型
• 5.1.3 定时器
• 5.1.4 编码支持
• 5.1.5 窗口部件类
• 5.2 Linux下的多线程编程
• 5.2.1 线程的创建
• 5.2.2 线程终止
• 5.3 QT的编译
• 5.4 QT界面
• 6 断线检测与 RS485通讯协议
• 6.1 断线检测板功能
• 6.2 RS485通讯协议
• 6.3 嵌入式Linux下的串行通讯编程
• 6.3.1 串行通讯的基础
• 6.3.2 串行口的访问
• 6.3.3 串行口的设置
• 6.3.4 从串行口挑选输入
• 7 总结与展望
• 7.1 研制总结
• 7.2 进一步的研究
• 7.2.1 继续提高绣品质量
• 7.2.2 研制高速绣花机电控系统
• 7.2.3 开发网络功能
• 致谢
• 参考文献