本发明专利技术涉及一种基于ARM的嵌入式电子花样机控制系统，整个控制器结构分为两个部分：核心控制板和机电控制板。核心控制板主要负责花样的生产、显示、验证、存储、修改、发送和人机交互等任务，采用32位风诺依曼结构的ARM9微处理器S3C2416芯片；机电控制板主要负责花样接收、数据暂存、电机控制和外部信号接收等任务，采用32位ARM7微处理器LPC2214芯片。整个控制系统实现这样一个功能，操作人员在带有触摸屏的核心控制板上绘制、验证、修改花样完成后，将花样存储并将之发送到机电控制板，然后踩下踏板，机针在机电控制板的控制下在材料上缝制出精美的花样图形。整个控制系统具有处理能力强、花样存储量大、低功耗、低成本、可靠性强等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子花样机领域，具体涉及一种基于ARM的嵌入式电子花样机控制系统。
技术介绍
随着社会经济、政治、文化、科学的发展，人类对服饰衣着的要求也越来越高，这也极大的推动了服装机械的发展。与此同时，20世纪中期以来，各种新技术、工艺逐渐被应用到服装生产中。如今，服装生产中几乎每道工序都有与之对应的自动化机械设备，特别是缝纫工序，不但有通用机，还有用于各种特定动作的专用机，这些机器大大加快了制衣生产的效率，同时也提高了质量。根据一些统计调查机构的资料表明，如今不同用途和型号的缝纫机已达到4000多种。缝纫机按照使用场合和需求不同可分为三种家用缝纫机，工业缝纫机和特种缝纫机。特种缝纫机位于家用和工业二者之间，主要用于服务性行业。常见的特种缝纫机有对丝机、验布机、粘衬机、对丝机、捆条机、多功能花式机等。电子花样机是最常见的特种缝纫机，普遍存在于当代最先进的手袋厂、鞋厂、箱包厂、制衣厂、皮具厂、家具厂中。它能在操作工人预先绘制并选择好相应的花样之后将之高速、高效地实现，而这是传统的手工缝制所无法比拟的。以往花样都是靠熟练工人进行手工缝制，而一个新员工需要很长的时间才能熟练掌握这种缝制技术，且效率比较低。近年来国内外也出现了各类的电子花样机产品，但是传统电子花样机的电控系统是由单片机外加电机驱动控制板组成，其所实现的功能也较为简单，它的控制电路有两块单片机集成电路板组成，其中一块单片机继承电路板用于控制Z轴的伺服电机和X、Y轴的步进电机，还有一块单片机集成电路板为主控板，可以传输控制指令给电机驱动板，作为整个系统的“大脑”从总体上控制整个系统。这种构架始创于本世纪日本，如今具有成熟的技术，控制电路部分集成度高，成本低，整体外形系统较为美观等优点，但是它相对于现在的科技水平来说，缺点也是显而易见的，功能简单，人机界面较难操作，处理速度慢等。且一般它的外部存储设备为软盘，这种存储方式已经远远不能满足当今的需求，且有存储容量小，稳定性差，携带不方便等缺点。随着科技的发展和市场对性能需求的提高，以往的花样机已经很难满足使用厂商的需要。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于ARM的嵌入式电子花样机控制系统，克服传统花样机控制系统功能简单，人机交互不便，文件存储麻烦，花样拷贝不便等缺点。为解决上述技术问题，本专利技术的电子花样机控制系统，采用两块ARM芯片分别作为主从控制芯片，其中ARM9芯片作为主控制板芯片，处理人机界面、花样绘制、花样处理、花样存储、花样发送等任务，ARM7芯片作为机电控制板芯片，与主控制板通讯，并对电机进行控制。采用基于嵌入式ARM的方案来设计电子花样机控制系统，最终实现了如下的性能、效果和功能I)具有良好的人机交互界面，包括分辨率、大小合适的屏幕，精美的UI，能够实现花样的绘制，花样的显示和校验，缝制命令的输入，缝制状态的显示等；2)花样文件能以文件的形式保存、复制、删除和二次编辑等常用操作，并能够通过USB存储设备读入和输出，还要能够支持国际通用的花样文件格式，如DSB、DST、DSZ等，并能对这些格式的文件进行读入、修改和另存等操作； 3)电机控制器能够精准的控制X、Y、Z三路电机的缝制动作；4)主轴转速最大能达到2500rpm ；5)控制精度最小控制针距为O. 05mm,最大针距为12. 7mm ；6)调速功能缝制速度可手动调节，在缝制过程中转速随针距变化而自动调节；7)其他功能自动剪线、手动剪线等功能；8)脚踏开关、屏幕锁定等外部输入和指示信号的输出；9)紧急制动和异常等安全处理功能；10)控制器系统稳定、健壮、抗干扰。附图说明图I是嵌入式电子花样机整机结构图。图2是嵌入式电子花样机控制系统的框架图。图3是嵌入式电子花样机机械结构侧视图。图4是嵌入式电子花样机机械结构俯视图。图5是嵌入式电子花样机核心控制板结构图例I图6是嵌入式电子花样机核心控制板结构图例具体实施例方式整个控制器硬件分为两个部分核心控制板和机电控制板，核心控制板采用ARM9微处理器，机电控制板采用ARM7微处理器，这样的好处是ARM9处理器的强大性能，多功能性，内部集成多种外设控制器，且速度快，低消耗，而且能够运行各种操作系统，实现美观的图形操作界面，同样为ARM公司的ARM7处理芯片，具有相同的优点，且价格实惠，具有很强的性价比。在电子花样机嵌入式系统中，需要控制的对象主要有这两个X、Y轴方向的两个步进电机和Z轴方向的一个伺服电机，此外，还要对一些外设进行控制和数据采集，包括与伺服电机形成闭环系统的编码器数据采集，踏板动作采集，自动剪线的控制，压脚、压板的控制，紧急制动等。整个电子花样机机系统主要由以ARM9为核心的主控制系统、以ARM7为核心的机电控制系统、电机驱动器、机械系统等组成。电子花样机嵌入式控制系统主要模块及其功能如下核心控制板I)处理器ARM9 :ARM9作为主控制系统的核心元件，主要负责花样的编辑、生产、验证、修改、存储、发送等操作。正因为要完成上述诸多的任务和处理，所以对该芯片的数据处理能力有较高的要求，这也是选择ARM9作为主控制芯片的原因之一。2)存储模块包括Nand Flash和DDRII SDRAM，其中Nand Flash存储器用于存储系统程序、花样数据、配置文件等，而SDRAM用于程序的运行；3)实时时钟RTC:为了使得系统能够准确地获取时间，并在掉电的情况下仍能保证时间的精准度，本专利技术采用实时时钟控制器及外部晶振的组合来实现，并附加备用电池来保证掉电后能够继续工作。4)IXD触摸屏为了实现方便美观的花样输入和显示，本专利技术采用IXD触摸屏，较大尺寸和高分辨率的LCD显示屏使得电子花样机的操作提示、工作状态和参数设置界面等 能够很好的显示，并能通过触摸屏直观的输入。5) USB接口 为了实现方便的文件转储功能，必须采用时下最通用的接口技术，因此使用USB接口成为了最好的选择，而且USB的热插拔最大程度上方便花样文件的拷入、拷出等操作。6)网络接口负责程序的调试和系统烧写等；7)控制电源模块及复位模块负责检测主控制模块是否锁死，在主控制模块出现故障时，控制电源模块短暂停止向主控制模块供电，实现主控制器的重启；8)串口通讯模块负责与核心控制板的数据通讯；机电控制板I)处理器ARM7 ARM7作为机电控制板的核心元件，主要负责X、Y方向的步进电机控制和Z方向的伺服电机控制，光电编码器输入数据的采集，运行踏板、压板踏板输入，急停输入，断线检测输入，压板、压脚、剪线、拨线、蜂鸣器等信号的输出。处理如此多的任务，也必须具备较快的数据处理能力，ARM7正具备这样的能力，且低功耗，高稳定性等特点也使得它更能适合整个设计。2)串口通讯模块负责与核心控制板的数据通讯；3)电机控制ARM7通过输出PWM信号来实现三路电机的控制，从而控制机针的方向和上下缝制。4)GPI0模块负责一些开关量的输入和输出，例如急停、压板、压脚等；5)踏板控制为了方便工人操作电子花样机，设计了两个踏板，分别是压板踏板和运行踏板。6)检测信号控制通过检测各个部件的状态，并传输给ARM7，从而实现自动剪线和断线警告等。7)紧急制动安全性是整个设计的重中之重，为了能够在某些特殊情况下，如手工剪线、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑜，
申请(专利权)人：南京理工大学常熟研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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