随着纺织工业的发展,开发高档织机控制系统是当前纺织机械领域的重要课题,织机的经纱张力控制是高档织机控制的关键技术之一。随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统成为当前IT产业的焦点之一,ARM公司设计的32位RISC处理器,以其诸多优异的性能,成为嵌入式解决方案的首选。uClinux不仅具有Linux高度模块化、开放源码等优点,而且具有完善的各类驱动支持和完备的工具集。基于ARM和uClinux的经纱张力嵌入式控制系统正是在这个背景下开发的。 本文首先分析国内外张力控制技术,引出张力控制在织机控制中的应用。分析送经、卷取技术特点及其实现方式,介绍了嵌入式系统的概念以及嵌入式系统的软硬件组成,介绍了嵌入式操作系统。最后提出本文的设计思想和实现方案。 本文主体可分为以下四个部分:系统硬件架构设计与实现、uClinux的移植与分析、驱动程序设计与实现、应用程序设计与实现。 在硬件电路设计方面,提出以S3C44B0X为核心的主电路设计与外围电路设计两部分协同设计经纱张力独立系统,集成到整个织机控制系统中。 在操作系统的移植与分析方面,介绍了uClinux的移植步骤,给出系统引导程序的实现,并且着重分析了uClinux内核结构,为进一步的应用开发作铺垫。 在驱动程序设计与实现方面,介绍了uClinux平台下,驱动程序设计的基本流程,并给出了系统用到的几个主要驱动程序的实现。 在应用程序设计与实现方面,通过对多进程与多线程特点、编程模型的分析比较,提出了采用单进程多线程应用程序设计方案。其次分析了织物工艺特点和要求,给出本系统和上位机通讯协议。最后给出了各个线程的实现以及线程之间的同步与互斥的讨论。 本文设计的控制系统实时性好、响应快,各个织布周期张力的一致性好、控制平稳,能满足高档织机的要求,具有实际应用价值。