设备驱动程序设计与实现

２０１０年ｔ１月第３８卷第２２期

机床与液压

ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ

ＮＯＶ．２０１０

Ｖ０１．３８Ｎｏ．２２

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１０．２２．０４０

基于Ｌｉｎｕｘ的ＭＣＸ３１４设备驱动程序设计与实现

庄晓奇，张莉君，方敏

（中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，湖北武汉４３００７４）

摘要：介绍一种基于Ｓ３Ｃ２４４０的嵌入式Ｌｉｎｕｘ扩展运动控制芯片ＭＣＸ３１４的设计方法，给出运动控制平台的硬件接口设计方案。着重分析嵌入式Ｌｉｎｕｘ下运动控制芯片ＭＣＸ３１４设备驱动程序的设计与实现。并在嵌入式ＧＵＩ解决方案Ｑｔｏｐｉａ的基础上，开发出运动控制系统软件。该系统具有低功耗、低价位、效率高等特点，是经济型数控系统发展的方向。

关键词：嵌入式“ｎｕｘ；ＭＣＸ３１４运动控制卡；Ｓ３Ｃ２４４０微处理器；Ｑｔｏｐｉａ中图分类号：ＴＰ２７１．４；ＴＰ３１１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－３８８１（２０１０）２２一Ｈ６—３

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ

ＭＣＸ３１４

ＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒＢａｓｅｄ

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Ｌｉｎｕｘ

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（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ。ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ

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ｔｏ

Ｈｕｂｅｉ

４３００７４，Ｃｈｉｎａ）

ＭＣＸ３１４

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｅｓｉｇｎ

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Ｌｉｎｕｘｅｘｔｅｎｄ

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ｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｆｉｗａｒｅＷａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＡｓｔｈｅｔｉｄｅｉｎｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｎｕｍｅｆｉｃＭｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｈａｓｐｅｃｕｌｉａｒｉｔｉｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒ，

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ｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥｍｂｅｄｄｅｄＬＪｎｕｘ；ＭＣＸ３１４ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐ；￥３Ｃ２４４０ｍｉｃｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；Ｑｔｏｐｉａ

ＮＡＮＤ

数控技术是国防、航空、航天等工业的核心，被视为战略物资和战备性工业，受到高度重视；而包括位置、速度、加速度、轨迹控制在内的运动控制又是数控技术的关键，决定数控系统的性能。基于单片机的传统数控系统，其运行精度、执行速度以及实时控制性能，已经不能很好地满足当前较高要求的工业加工。

针对传统数控系统中存在的不足，鉴于嵌入式系

ＦＬＡＳＨｌ６４Ｍ

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手脉反馈输入

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Ｌ一驱动接口及何

运动控制芯片ｒ１服运动模块

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统在自动控制、系统实时性方面的优势，作者提出一种基于￥３Ｃ２４４０微控制器和ＭＣＸ３１４的运动控制系统设计；移植嵌入式Ｌｉｎｕｘ作为该运动控制系统的操作系统，重点阐述了嵌入式Ｌｉｎｕｘ下ＭＣＸ３１４设备驱动程序的设计原理与方法。并利用Ｑｔｏｐｉａ设计了嵌入式Ｌｉｎｕｘ上的图形化运动控制系统软件，为今后嵌入式Ｌｉｎｕｘ在运动控制系统中的应用，提供一个可行的方案。

１

溉磊

图１运动控制系统硬件结构

１．１微控制器电路模决设计

微控制器电路模块主要由以￥３Ｃ２４４０为核心的ＡＲＭ主控板模块、存储器单元模块、具有人机交互功能的ＬＣＤ显示模块以及外部通信模块电路构成。

１．１．１

ＡＲＭ主控板模块

主控部分所选用的处理器芯片是ＳＵＭＳＵＮＧ公司

系统硬件平台设计与实现

该运动控制系统的硬件平台，主要由￥３Ｃ２４４０

低功耗、高性能的３２位微控制器￥３Ｃ２４４０Ａ。它是一款ＡＲＭ９２０Ｔ体系的微处理器，最高频率可达４００ＭＨｚ，内部集成ＵＳＢ、ＵＡＲＴ、ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ等控制器，以及配合外围的网络、ＣＰＬＤ、键盘／鼠标等设备，可以方便地实现系统的扩展¨ｏ。

微处理器、ＭＣＸ３１４运动控制模块、ＬＣＤ、ＣＰＬＤ以及相应的通信接口等构成，其硬件系统的结构如图１所示。

收稿日期：２００９—１０—１４

作者简介：庄晓奇（１９８５一）。男，硕士研究生，主要研究方向为智能检测及控制。电话：１３５１７２９３６５２，Ｅ—ｍａｒｌ：ｑｉｑｉ—ｚｘｑ

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万方数据

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