考慮到數(shù)控系統(tǒng)的伺服電機(jī)有直流、交流和步進(jìn)電機(jī)等子历，伺服模塊的可重構(gòu)具有重大意義猖等。伺服控制模塊也通過(guò)CAN總線的形式掛接在系統(tǒng)中，采用DSP芯片實(shí)現(xiàn)滴练。由于20MHz的時(shí)鐘頻率對(duì)伺服控制完全足夠芋妻，考慮到成本問(wèn)題，系統(tǒng)以TI公司生產(chǎn)的TMS320F243芯片作為伺服CPU摊桅，而不選用2812芯片昭礁。243芯片是TMS320系列定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品之一，專(zhuān)為數(shù)字電機(jī)控制而設(shè)計(jì)盔憨，其指令執(zhí)行速度是20MHz徙菠，所有指令都可以在一個(gè)50ns的單周期內(nèi)執(zhí)行完畢，這使得復(fù)雜控制算法的實(shí)時(shí)執(zhí)行成為可能郁岩。另外在243芯片內(nèi)嵌入了CAN模塊婿奔，因此可以很方便地連接到CAN總線上。

　　2.2車(chē)間級(jí)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的通信

　　車(chē)間級(jí)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的通信的關(guān)鍵技術(shù)是以太網(wǎng)底層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)问慎。由于S3C44B0芯片內(nèi)部沒(méi)有集成TCP/IP協(xié)議模塊萍摊，因此需要外接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議芯片。嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)口部分采用了10M以太網(wǎng)接口芯片RTL8019AS如叼、RJ45網(wǎng)絡(luò)插座和網(wǎng)絡(luò)變壓器冰木，降低了干擾。以太網(wǎng)接口模塊與PC機(jī)中使用的網(wǎng)卡功能和電路結(jié)構(gòu)基本一致笼恰，只是嵌入式數(shù)控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)模塊部分不是通過(guò)PCI/ISA即插即用的方式連接踊沸，而是直接與以太網(wǎng)接口芯片RTL8019AS的數(shù)據(jù)總線和地址總線相連。電路中采用了RTL8019AS的中斷輸出INT0(4腳)與S3C44B0X的EINT0(外部中斷源0)連接社证。RTL8019以中斷的方式與來(lái)報(bào)告自身的工作狀態(tài)逼龟，如發(fā)送數(shù)據(jù)包成功、接收到新的數(shù)據(jù)包车匪、出錯(cuò)異常中斷等秦代。S3C44B0X在收到EINT0中斷后，進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序后臼裂，對(duì)RTL8019AS內(nèi)部寄存器ISR的值進(jìn)行讀取蚯景，從而判斷是什么引發(fā)了中斷。由于電路的連接圖較大，這里不再給出具體的電路圖楣索。

　　在開(kāi)發(fā)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序時(shí)庐钱，只需要將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按一定的格式寫(xiě)入芯片并啟動(dòng)發(fā)送命令，RTL8019AS會(huì)自動(dòng)添加接收狀態(tài)鹅唠、下一頁(yè)指針咽皮、以太網(wǎng)幀長(zhǎng)度和校驗(yàn)FCS段，并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成物理幀格式在物理信道上傳輸给急。反之痒渊，RTL8019AS收到物理信號(hào)后將其還原成數(shù)據(jù)，按指定格式存放在芯片RAM中烁胳，以便主機(jī)程序取用蝇裤。這樣RTL8019AS的工作就是完成數(shù)據(jù)包和電信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換:數(shù)據(jù)包<=>電信號(hào)。RTL8019AS輸入輸出地址共32個(gè)频鉴，地址偏移量為00H4/1FH栓辜，其中00H - 0FH共16個(gè)地址，為寄存器地址垛孔，寄存器分成4頁(yè)P(yáng)AGE04/PAGE3藕甩，與NE2000兼容的寄存器只有3頁(yè)( Page0-Page2)，為了保證驅(qū)動(dòng)程序?qū)λ蠳e2000的網(wǎng)卡有效周荐，本系統(tǒng)沒(méi)有使用第四頁(yè)的寄存器狭莱。以太網(wǎng)協(xié)議由RTL8019AS芯片硬件自動(dòng)完成，對(duì)上層應(yīng)用程序透明概作。驅(qū)動(dòng)程序有3種功能:芯片初始化腋妙、收包、發(fā)包讯榕。發(fā)送數(shù)據(jù)包是先將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包通過(guò)DMA寫(xiě)操作存入網(wǎng)卡芯片RAM骤素，并給出發(fā)送緩沖區(qū)首地址(TPSR0、TPSR1)和數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度(TBCR0愚屁，TB2CR1)撑枯，啟動(dòng)發(fā)送命令，網(wǎng)卡芯片會(huì)自動(dòng)按以太網(wǎng)協(xié)議完成發(fā)送并將結(jié)果寫(xiě)入狀態(tài)寄存器蛹活。接收數(shù)據(jù)包時(shí)呕长，采用中斷的方式，根據(jù)對(duì)RTL8019AS內(nèi)部寄存器ISR的值進(jìn)行讀取可以判斷是否收到新的數(shù)據(jù)包肩容，如果有則通過(guò)DMA讀操作從網(wǎng)卡芯片RAM讀出數(shù)據(jù)。

　　2.3Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò)通信

　　Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò)通信是指企業(yè)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)之間的通信巢段，將嵌入式數(shù)控系統(tǒng)勘米、上層管理PC機(jī)以及辦公用網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)Intranet聯(lián)在一起，然后接入外部Internet。這樣通過(guò)Intranet將企業(yè)中的MRP系統(tǒng)痪猿、MIS系統(tǒng)和辦公室的CAD/CAM系統(tǒng)等形成一個(gè)整體几郎，方便快捷地與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行信息交換與控制，可在異地設(shè)計(jì)续残、編程兑狱，然后通過(guò)以太網(wǎng)傳送和共享零件加工程序，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CNC的網(wǎng)絡(luò)集成鸵赫。同時(shí)通過(guò)Internet將分布在不同地域的數(shù)控設(shè)備衣屏、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維修工程師、設(shè)備制造企業(yè)維修工程師及領(lǐng)域?qū)＜医M織和聯(lián)系起來(lái)辩棒，在設(shè)備與人之間狼忱、人與人之間進(jìn)行快速的信息傳遞，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控設(shè)備診斷與維修咨詢(xún)系統(tǒng)和視頻會(huì)議系統(tǒng)一睁，對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷钻弄，還可以組成網(wǎng)上虛擬車(chē)間(工廠)和電子商務(wù)。

　　系統(tǒng)的基于視訊技術(shù)的遠(yuǎn)程服務(wù)提供了一個(gè)包括聲音者吁、圖像窘俺、文本等多種媒體在內(nèi)的協(xié)調(diào)工作環(huán)境，是遠(yuǎn)程協(xié)作的重要工具复凳。遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊通過(guò)CCD攝像頭實(shí)時(shí)地采集數(shù)字化設(shè)備加工現(xiàn)場(chǎng)的聲音瘤泪、圖像等信息，并以流媒體形式及時(shí)地向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布染坯，為遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶提供真實(shí)的加工環(huán)境均芽，使遠(yuǎn)程用戶有著身臨其境的感覺(jué)。平臺(tái)采用瀏覽器/服務(wù)器方式的視訊會(huì)議監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案单鹿。

　 　平臺(tái)采用3層B/S結(jié)構(gòu)肝珍，3層結(jié)構(gòu)中第1層是用戶層，用戶通過(guò)瀏覽器完成系統(tǒng)的遠(yuǎn)程服務(wù)和信息共享;第2層是Web服務(wù)器層楚辆，它是聯(lián)系瀏覽器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的紐帶芍司，用于存放系統(tǒng)的功能模塊及應(yīng)用程序;第3層是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器層，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)所需各種數(shù)據(jù)甜序。用戶方和制造商通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息共享抽堵。本地計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器通過(guò)Internet連接，本地用戶只需要通過(guò)瀏覽器就可以與遠(yuǎn)程服務(wù)中心服務(wù)器通信驹拢。這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)時(shí)信息立即處理起忠，不存在大的延時(shí)。在具體操作時(shí)帕吆，瀏覽器將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)Internet傳送到制造企業(yè)的Web服務(wù)器聋芹，用戶通過(guò)虛擬控制面板上的功能組件發(fā)送控制命令爵林，通過(guò)控制面板上的監(jiān)控顯示組件顯示數(shù)控仿真過(guò)程與反饋信息;當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障并需要制造企業(yè)的遠(yuǎn)程診斷中心提供服務(wù)時(shí)，瀏覽器將故障信號(hào)數(shù)據(jù)傳送到制造企業(yè)Web服務(wù)器沥涕，Web服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)系臣环，利用專(zhuān)家系統(tǒng)的診斷知識(shí)進(jìn)行推理和診斷，并將診斷結(jié)果返回用戶端求泰。

　　3.總結(jié)與展望

　　數(shù)控系統(tǒng)在向精密化央渣、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和集成化的方向發(fā)展的同時(shí)渴频，也在向小型化芽丹、嵌入式方向發(fā)展。嵌入式數(shù)控系統(tǒng)采用“量體裁衣”方式把所需功能嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中枉氮，是未來(lái)數(shù)控及運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品發(fā)展的方向志衍，它是在我國(guó)占主流的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)由16位向32位過(guò)渡的理想選擇。文章介紹了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)CNC主控單元與伺服驅(qū)動(dòng)及I/O邏輯控制等各單元間的通信聊替、車(chē)間級(jí)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的通信和Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò)通信楼肪，并給出了關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。后繼工作是對(duì)嵌入式數(shù)控機(jī)床連網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案惹悄，使數(shù)控系統(tǒng)與外部的連接更快捷春叫、安全和方便。

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