基于EraSoC-1000C的电脑绣花机解决方案

发布时间：2008年10月7日

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系统简介
    EraSoC-1000系列芯片是基于龙芯内核的高性能SoC（System on Chip），凭借其较为强大的CPU处理能力、64位浮点运算能力、高效的总线架构、可实现低功耗的动态变频技术以及丰富的片上设备，已广泛地应用在国内各种嵌入式领域。
    基于EraSoC-1000C的电脑绣花机系统主要由三个电机协调工作来实现绣花功能。三个电机的协调原理是：一个主轴电机，采用交流伺服交流来控制针头的上下运动；X、Y轴步进电机各一个，以实现工作面的横向与纵向移动。
硬件设计
    整个系统方案的控制实现原理，我们把此方案的主控制单元分为上、下位机结构，并由一颗EraSoC-1000C芯片来完成上、下位机的协同工作。
上位机结构
    上位机主要负责人机交互、文件读取与解析、部分传感器信号的处理；
·STN/TFT LCD显示与触摸控制的实现
    此部分作为人机交互的主要平台，通过控制触摸屏来控制电机做出相应的动作就是在此部分实现的。其中液晶部分对东芝T6963CFG LCD驱动芯片的控制是由EraSoC-1000C引出的8位数据线和5个GPIO实现的，本次用的黑白屏，如果需要可以用彩色屏，尺寸也可以任意选择。而触摸屏的控制是由EraSoC-1000C的spi信号线和片选线时钟线经过触摸屏控制器ADV7843实现的。
·传感器通过GPIO与EraSoC-1000C的通讯
    该绣花机一共用到了6个传感器分别由EraSoC-1000C提供的6个可以作为中断输入的GPIO控制。这些传感器分别是x轴方向电机的传感器，y轴方向的电机传感器，z轴方向的电机传感器，测试绣花针是不是在上针位(此时针在所有位置的最高点)的传感器，测试绣花针是不是离开布的传感器，和一个用于是否绕线的辅助功能的传感器。
下位机结构
    下位机主要负责输出电机控制信号(PWM)、协同工作以及部分传感器信号的处理。
·PWM对交流伺服电机的控制
    在EraSoC-1000C芯片中一共有六路脉冲宽度调节/定时/计数控制器(以下简称PWM)。每一路PWM工作和控制方式完全相同，都有两路输入信号(gate_clk_pad_i， capt_pad_i)和一路脉冲宽度输出信号 (pwm_o)。由于系统时钟高达60MHz，计数寄存器和参考寄存器均32位数据宽度，这样开发人员可通过编成让PWM产生各种复杂的近似线性的输出信号，非常适合高档电机的控制。
·步进电机的驱动
    主要采用专门的步进电机驱动芯片，有EraSoC-1000C给出控制信号，控制电机按照要求运动。本次设计步进电机的驱动芯片用的是UTC公司的L6219，只需用EraSoC-1000C的4个GPIO控制一个L6219来控制电机的转动速度和所转的角度。
·主轴电机的控制
    同步检测：由1个外部中断完成，为了能够控制直流电机转动速度，用了一个时钟作为计数器来计数一个时间段的针数，如果快了或者慢了就做出调整。
    电机控制：由1个GPIO完成，此GPIO用来控制电机电源的开通与关闭。

——信息来源：中国服装皮革机械网

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