基于S3C2410的嵌入式光電編碼器設(shè)計

1、    基于s3c2410的嵌入式光電編碼器設(shè)計    李群【摘 要】本文通過嵌入式體系結(jié)構(gòu)的硬件開發(fā)平臺s3c2410處理器與嵌入式linux操作系統(tǒng)設(shè)計了光電編碼器的嵌入式通訊系統(tǒng)。由于與處理器之間的spi串行接口減少了總線的物理連接，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單提高了系統(tǒng)的可靠性，更具有實時性。【關(guān)鍵詞】光電編碼器；mcp2510；can總線；tja10500.引言本文采用三星公司提供的s3c2410處理器為cpu的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板為平臺，在其外部總線上擴展can總線接口芯片-mcp2510。詳細闡述了光電編碼器嵌入式通訊系統(tǒng)在嵌入式arm920t硬件平臺體

2、系下can總線的接口設(shè)計及嵌入式linux操作系統(tǒng)下can總線的驅(qū)動程序設(shè)計。1.光電編碼器嵌入式通訊系統(tǒng)設(shè)計光電編碼器的信號經(jīng)過一系列的組件處理后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字角度信號，通過嵌入式處理器s3c2410控制mcp2510can總線控制器通過tja1050can總線收發(fā)器將光電編碼器的數(shù)字角度信號傳輸?shù)娇刂婆_中。這款通訊系統(tǒng)設(shè)計中，我的主要研究任務(wù)是實現(xiàn)該系統(tǒng)中mcp2510控制器與s3c2410處理器的接口設(shè)計及實現(xiàn)mcp2510驅(qū)動程序設(shè)計。2.s3c2410擴展can總線接口大多數(shù)嵌入式處理器都有spi總線控制器，所以mcp2510可直接與spi總線控制器相連，光電編碼器的串行通訊系統(tǒng)中，s

3、3c2410處理器下的開發(fā)板中mcp2510組成的can節(jié)點接口硬件電路原理圖中，mcp2510使用3.3v電壓供電，它可以直接與s3c2410通過spi總線（在s3c2410的 datasheet中把這個接口叫做sio，同步串口）連接。相關(guān)的資源如下：使用一個擴展的i/o口作為片選信號，低電平有效；使用s3c2410的外部中斷6（exint6）作為中斷引腳，低電平有效；16mhz晶體作為輸入時鐘，mcp2510內(nèi)部有振蕩電路，用晶體可直接起振；使用tja1050作為can總線收發(fā)器。3.can節(jié)點的軟件設(shè)計光電編碼器的串行通信系統(tǒng)中，mcp2510can節(jié)點的軟件設(shè)計主要包括兩部分：linu

4、x內(nèi)核向arm體系平臺的移植；can總線驅(qū)動程序設(shè)計：mcp2510的初始化；mcp2510發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。can總線驅(qū)動程序設(shè)計。系統(tǒng)中can總線的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時兩個不同的線程。在驅(qū)動程序中建立數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)。中斷處理程序只負責填充緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，然后喚醒等待接受數(shù)據(jù)的任務(wù)。操作系統(tǒng)的中斷響應(yīng)時間決定了can總線數(shù)據(jù)的收發(fā)速度。3.1 mcp2510的初始化初始化mcp2510相關(guān)參數(shù)。在linux驅(qū)動動態(tài)加載的時候要調(diào)用初始化函數(shù)，完成以下任務(wù)：首先是軟件復位，進入配置模式；設(shè)置can總線波特率；關(guān)閉中斷，設(shè)置id過濾器；切換mcp2510到正常狀態(tài)；清空接受和發(fā)送緩沖區(qū)；開啟接

5、受緩沖區(qū)，開啟中斷。3.2 mcp2510發(fā)送數(shù)據(jù)這里的can總線發(fā)送格式有兩種：當發(fā)送的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小等于結(jié)構(gòu)體candata時，發(fā)送整個can總線幀的數(shù)據(jù)；當發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)小于8字節(jié)時，作為can總線數(shù)據(jù)發(fā)送，驅(qū)動程序會自動為此幀數(shù)據(jù)添加默認id，這個id事先通過ioctl設(shè)置好。mcp2510發(fā)送數(shù)據(jù)的程序片段如下：3.3 mcp2510接收數(shù)據(jù)can總線設(shè)備的數(shù)據(jù)接收過程中，當緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)時，直接讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。對于非阻塞的情況，直接返回-eagain；對于阻塞情況，通過等待隊列mcp2510dev.wq等待系統(tǒng)接收到can總線數(shù)據(jù)，程序片段如下：4.總結(jié)本文設(shè)計的光電編碼器的嵌

6、入式通訊系統(tǒng)，主要針對該通訊系統(tǒng)的總線控制進行硬件接口設(shè)計與can總線處理器mcp2510的軟件驅(qū)動程序設(shè)計和linux內(nèi)核移植。實驗證明，該款設(shè)計減低了系統(tǒng)功耗和成本、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、提高了系統(tǒng)的可靠性、并且更具有實時性。這款can總線接口設(shè)計也可以應(yīng)用到其它控制系統(tǒng)的can總線接口設(shè)計當中?！緟⒖嘉墨I】1鄒定海，葉聲華，王春和.用于在線測量的視覺檢測系統(tǒng)j.儀器儀表學報，1995，16（4）：337-340.zoudh，yeshh，wang ch h.a visual inspection system for on-line measurementj.chinese journal of

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