基于Linux和Qt的数控系统关键技术研究及应用

发布时间：2017-06-13 12:14

  本文关键词：基于Linux和Qt的数控系统关键技术研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是由数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置构成的可编程的通用加工设备,它被广泛应用在加工制造业的各个领域。数控机床的人机界面设计直接影响其工作效率和操作舒适性。人机交互是研究人和计算机以及它们二者之间相互影响的领域。 随着计算机本身的处理速度和存储容量的飞速提高,人们对人机界面这个计算机与用于之间的对话接口的需要日渐提高。人机界面从过去人去适应计算机,而今已经发展成为计算机不断地适应人的习惯、要求和以“用户”为中心的新阶段。 在嵌入式领域,ARM系列微处理器在高性能和低功耗方面提供了最佳的性能。嵌入式Linux操作系统适应于多种CPU和多种硬件平台,是一个跨平台的系统,性能稳定,裁剪性很好,开发和使用都很容易。 因此,本文利用高性能ARM处理器、开源嵌入式操作系统Linux、开源图形界面软件库Qt,从人机界面设计的理念及研究方向入手,充分考虑人的因素,对数控机床中人机交互的设计进行了初步探究。 主要研究内容及取得的成果如下: 1)开发了一个针对数控机床基本功能编程的编译软件,实现了对数控系统源程序的编译 与一般的PC机编程有很大差别,数控系统中使用数字、文字和符号组成的数字指令进行编程,这种指令具有很大的通用性,编写的程序具有特殊性与针对性,其无法使用PC环境下的编译器进行编译。通过研究编译系统、分析数控系统中指令的结构及特点,使用LEX和YACC工具,开发了一个针对数控机床中基本功能的编程进行编译的软件。此编译软件实现了对NC的词法分析、语法分析及错误处理,其小型化、针对性适应了嵌入式系统的特点,为满足不同系统的要求,可对其进行适当修改,方便二次开发。 2)设计了一款实用的图形用户界面,实现了人机交互 在应用软件方面,人机交互界面已成为其主要部分之一,并成为衡量应用软件功能强弱的一个重要指标。作为人机通信的途径,数控系统中的人机交互界面有其自身特点,如程序的输入、各种参数的设置、功能选择、刀具的选用、警告及信息的显示等都必须精确、实时。针对这种产品,选用移植性强的Qt软件设计图形用户界面,所设计的GUI实用、简洁,实现了人机交互,可通过键盘或面板对程序进行输入、程序可以保存、修改并且编译,信息和临时信息及时输出,显示给用户。通过GUI达到了整合系统的目的。 3)实现了嵌入式Linux操作系统下对输入、输出模块及控制部分的设备驱动 数控系统的硬件部分,输入和输出模块有点繁琐,它的输入值比较多且杂,控制部分也有点难度。在研究Linux设备驱动的基础上,基于数控机床的控制要求,输入模块使用了智能控制芯片扩展键盘也可以通过触摸屏进行输入,实现了芯片和触摸屏的设备驱动;输出模块实现了LCD的设备驱动;控制部分使用了2轴控制芯片进行硬件设计,并实现了此芯片的设备驱动。 具体来说,完成了以下工作: ●实现了智能控制芯片HD7279的设备驱动,并进行了移植; ●实现了LCD设备驱动的移植; ●实现了触摸屏设备驱动的移植,触摸屏的校准; ●实现了运动控制芯片MCX312的设备驱动及驱动及其移植。
【关键词】：数控系统 图形用户界面 ARM Linux Qt 设备驱动 文件系统
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 引言10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 研究的意义及研究内容12-13
• 1.4 论文结构13-15
• 第2章 ARM 微处理器和嵌入式LINUX 系统15-25
• 2.1 嵌入式系统概述15-16
• 2.1.1 嵌入式系统的组成15
• 2.1.2 嵌入式系统的特点15-16
• 2.2 ARM 微处理器16-17
• 2.2.1 ARM 处理器的应用领域16-17
• 2.2.2 ARM 处理器的特点17
• 2.2.3 存储器17
• 2.3 嵌入式LINUX 操作系统17-25
• 2.3.1 嵌入式操作系统18
• 2.3.2 Linux18-25
• 第3章 硬件系统设计25-42
• 3.1 系统架构及工作流程25-27
• 3.2 硬件系统设计27-42
• 3.2.1 开发板27
• 3.2.2 键盘，显示屏的设计27-38
• 3.2.3 控制器的设计38-42
• 第4章 软件系统设计42-53
• 4.1 软件体系结构42-43
• 4.2 内核开发及文件系统开发43-44
• 4.3 编译程序44-53
• 第5章 QT/EMBEDDED 原理及移植53-61
• 5.1 QT/EMBEDDED 简介53-54
• 5.2 QT/EMBEDDED 客户/服务器54
• 5.3 基于QT/EMBEDDED 图形界面的实现54-57
• 5.3.1 GUI 的一般架构55
• 5.3.2 嵌入式GUI 底层支持库55-56
• 5.3.3 Qt/Embedded 的使用56-57
• 5.3.4 布局57
• 5.4 QT/EMBEDDED 开发流程57-58
• 5.5 建立QT/EMBEDDED 开发环境58-61
• 5.5.1 建立Qt/E 程序的PC 机仿真环境58-59
• 5.5.2 建立Qt/E 开发环境59-61
• 第6章 数控系统的整合61-71
• 6.1 本文GUI 的设计61-66
• 6.2 整合GUI66-71
• 6.2.1 数控机床实例66-67
• 6.2.2 软件接口设计——控制程序67-71
• 第7章 总结与展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 攻读学位期间取得学术成果76

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 徐东;刘敬猛;李善锋;陈柏成;;一种基于跨平台Qt的数控人机交互方法设计[J];组合机床与自动化加工技术;2012年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 熊道辉;基于Qt的SCADA系统数据服务器软件设计[D];西南交通大学;2011年

2 赵俊旭;基于嵌入式Linux和Qt/E的数控系统软件设计[D];上海交通大学;2012年

3 李继平;锂电池设备嵌入式控制平台的研究与设计[D];华南理工大学;2010年

4 宋春燕;基于ARM-Linux的无线区域通信系统的研究与实现[D];太原理工大学;2012年

5 裴鸿刚;基于ARM的服务机器人人机交互界面的设计与实现[D];暨南大学;2012年

6 杨金林;基于DM6446和Qt的嵌入式图形界面的研究与应用[D];青岛大学;2012年

7 程龙;基于ARM9的嵌入式Linux数控钻床系统的研究[D];沈阳理工大学;2013年

  本文关键词：基于Linux和Qt的数控系统关键技术研究及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：446492