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创新说说舞台机械控制系统基于ARM的舞台电脑灯步进电机控制系统

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创新说说舞台机械控制系统基于ARM的舞台电脑灯步进电机控制系统

发布日期:2015-04-10 来源:http://www.jscxwt.net www.ly-wt.com

     传统方法采用单片机控制步进电机,但由于单片机的系统资源、运算速度和存储空间的限制,每个单片机控制的步进电机的数量较少,而每台电脑灯往往需要很多步进电机。在这里介绍一种基于ARMLinux的舞台电脑灯步进电机控制系统。
  系统的总体结构见图l。系统设计的最终目的是把目标板嵌入到电脑灯中,电脑灯控制台发送指令给目标板,目标板通过网口接收命令,经ARM内部处理后,通过步进电机驱动电路,产生步进电机所需的脉冲信号,控制电脑灯完成相应的动作。
 目标板主要包括:AT91RM9200,保证目标板运行的基本条件(电源、晶振、复位),存储器设备(flash、SDRAM),通信设备(以太网、DEBUG、RS-422),控制设备和检测设备(步进电机驱动、码盘检测)。见图2。
  AT91RM9200是目标板的核心,它是完全围绕ARM920T处理器构建的处理器,有丰富的应用外设及标准的接口,从而为低功耗、低成本、高性能的计算机应用提供了解决的方案。由于AT91RM9200的内部存储单元有限,所以需要外扩存储器。flash存储器是掉电后信息不丢失的存储器,本系统中采用flash来存储程序和掉电后需要保存的数据。由于SDRAM的成本低并且存储速度快的优点,本系统选用SDRAM作为程序的运行空间、数据及堆栈区。
  本系统要求电脑灯与控制台通过以太网通信,接收控制台的命令,因此在系统电路设计时需要有以太网接口电路。为了兼容只有串口的控制台,增设l个串口RS-422。DEBUC调试单元为系统所有调试功能提供了l个单人口点。步进电机的运行需要有驱动电路。舞台电脑灯控制系统中,为了防止步进电机漏步而造成精度不高.采用码盘作感器,通过码盘接口电路将步进电机的位置信息反馈给AT91RM9200,与控制台给出的命令相比较,以保证电脑灯按照要求到达指定位置。
本系统经过调试、应用,完全满足舞台电脑灯的性能要求,具有明显的优势。与传统的单片机电脑灯控制系统相比,一台电脑灯只用一片RAM处理器CPU,而单片机系统可能需要3—5片CPU,硬件电路简单,线路板面积减小,可靠性提高。本系统采用RAM处理器后,接口丰富,运算速度加快,系统功能加强。对步进电机驱动准确,不会出现控制转速脉冲丢失现象。本系统采用RAM处理器后,不但保留串行接口,而且增加了网络接口,可以与PC机联网使用,可以满足新型电脑灯的网络协议。本系统软件采用Linux操作系统,负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度,它在实时性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用等方面,而51单片机系统无法比拟。经过试验,本系统运行稳定,操作方便,完全满足舞台电脑灯的功能要求。
  本系统采用ARM处理器移植Linux操作系统作为控制系统的核心,用键盘来控制电脑灯中的步进电机,共同构成了先进的舞台电脑灯控制系统。经过对系统硬件和软件的设计、调试,结果不但可以满足对电脑灯控制系统严格的实时性和准确性的要求,同时证明Linux下的驱动对步进电机稳定性和可靠性更佳。

       

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