基于S3C2410的嵌入式光電編碼器設(shè)計(jì)

1、    基于s3c2410的嵌入式光電編碼器設(shè)計(jì)    李群【摘 要】本文通過(guò)嵌入式體系結(jié)構(gòu)的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)s3c2410處理器與嵌入式linux操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了光電編碼器的嵌入式通訊系統(tǒng)。由于與處理器之間的spi串行接口減少了總線(xiàn)的物理連接，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單提高了系統(tǒng)的可靠性，更具有實(shí)時(shí)性。【關(guān)鍵詞】光電編碼器；mcp2510；can總線(xiàn)；tja10500.引言本文采用三星公司提供的s3c2410處理器為cpu的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板為平臺(tái)，在其外部總線(xiàn)上擴(kuò)展can總線(xiàn)接口芯片-mcp2510。詳細(xì)闡述了光電編碼器嵌入式通訊系統(tǒng)在嵌入式arm920t硬件平臺(tái)體

2、系下can總線(xiàn)的接口設(shè)計(jì)及嵌入式linux操作系統(tǒng)下can總線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。1.光電編碼器嵌入式通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)光電編碼器的信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的組件處理后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字角度信號(hào)，通過(guò)嵌入式處理器s3c2410控制mcp2510can總線(xiàn)控制器通過(guò)tja1050can總線(xiàn)收發(fā)器將光電編碼器的數(shù)字角度信號(hào)傳輸?shù)娇刂婆_(tái)中。這款通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我的主要研究任務(wù)是實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)中mcp2510控制器與s3c2410處理器的接口設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)mcp2510驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。2.s3c2410擴(kuò)展can總線(xiàn)接口大多數(shù)嵌入式處理器都有spi總線(xiàn)控制器，所以mcp2510可直接與spi總線(xiàn)控制器相連，光電編碼器的串行通訊系統(tǒng)中，s

3、3c2410處理器下的開(kāi)發(fā)板中mcp2510組成的can節(jié)點(diǎn)接口硬件電路原理圖中，mcp2510使用3.3v電壓供電，它可以直接與s3c2410通過(guò)spi總線(xiàn)（在s3c2410的 datasheet中把這個(gè)接口叫做sio，同步串口）連接。相關(guān)的資源如下：使用一個(gè)擴(kuò)展的i/o口作為片選信號(hào)，低電平有效；使用s3c2410的外部中斷6（exint6）作為中斷引腳，低電平有效；16mhz晶體作為輸入時(shí)鐘，mcp2510內(nèi)部有振蕩電路，用晶體可直接起振；使用tja1050作為can總線(xiàn)收發(fā)器。3.can節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)光電編碼器的串行通信系統(tǒng)中，mcp2510can節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括兩部分：linu

4、x內(nèi)核向arm體系平臺(tái)的移植；can總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)：mcp2510的初始化；mcp2510發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。can總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中can總線(xiàn)的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時(shí)兩個(gè)不同的線(xiàn)程。在驅(qū)動(dòng)程序中建立數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)。中斷處理程序只負(fù)責(zé)填充緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，然后喚醒等待接受數(shù)據(jù)的任務(wù)。操作系統(tǒng)的中斷響應(yīng)時(shí)間決定了can總線(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)速度。3.1 mcp2510的初始化初始化mcp2510相關(guān)參數(shù)。在linux驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)加載的時(shí)候要調(diào)用初始化函數(shù)，完成以下任務(wù)：首先是軟件復(fù)位，進(jìn)入配置模式；設(shè)置can總線(xiàn)波特率；關(guān)閉中斷，設(shè)置id過(guò)濾器；切換mcp2510到正常狀態(tài)；清空接受和發(fā)送緩沖區(qū)；開(kāi)啟接

5、受緩沖區(qū)，開(kāi)啟中斷。3.2 mcp2510發(fā)送數(shù)據(jù)這里的can總線(xiàn)發(fā)送格式有兩種：當(dāng)發(fā)送的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小等于結(jié)構(gòu)體candata時(shí)，發(fā)送整個(gè)can總線(xiàn)幀的數(shù)據(jù)；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)小于8字節(jié)時(shí)，作為can總線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送，驅(qū)動(dòng)程序會(huì)自動(dòng)為此幀數(shù)據(jù)添加默認(rèn)id，這個(gè)id事先通過(guò)ioctl設(shè)置好。mcp2510發(fā)送數(shù)據(jù)的程序片段如下：3.3 mcp2510接收數(shù)據(jù)can總線(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)接收過(guò)程中，當(dāng)緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)時(shí)，直接讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。對(duì)于非阻塞的情況，直接返回-eagain；對(duì)于阻塞情況，通過(guò)等待隊(duì)列mcp2510dev.wq等待系統(tǒng)接收到can總線(xiàn)數(shù)據(jù)，程序片段如下：4.總結(jié)本文設(shè)計(jì)的光電編碼器的嵌

6、入式通訊系統(tǒng)，主要針對(duì)該通訊系統(tǒng)的總線(xiàn)控制進(jìn)行硬件接口設(shè)計(jì)與can總線(xiàn)處理器mcp2510的軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和linux內(nèi)核移植。實(shí)驗(yàn)證明，該款設(shè)計(jì)減低了系統(tǒng)功耗和成本、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、提高了系統(tǒng)的可靠性、并且更具有實(shí)時(shí)性。這款can總線(xiàn)接口設(shè)計(jì)也可以應(yīng)用到其它控制系統(tǒng)的can總線(xiàn)接口設(shè)計(jì)當(dāng)中。【參考文獻(xiàn)】1鄒定海，葉聲華，王春和.用于在線(xiàn)測(cè)量的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)j.儀器儀表學(xué)報(bào)，1995，16（4）：337-340.zoudh，yeshh，wang ch h.a visual inspection system for on-line measurementj.chinese journal of

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