图7 NANDFLASH电路连接图

2.4 CAN接口电路

LPC2294内部集成了4路CAN控制器。每个总线上的数据传输速率高达1 Mb/s,兼容CAN2.0B.LPC2294没有集成CAN收发器,无法将TTL电平转换为CAN总线的差分电平信号。因此主节点采用了带有隔离功能的CTM1050T作为CAN收发器。在CAN总线两端须连接120Ω的电阻,以匹配总线阻抗,提高数据通信的抗干扰性及可靠性。以下是1路CAN收发器的电路图,其余3路连接方式与此一样。

基于CAN总线的运动控制系统设计

图8 CAN收发器电路图

2.5 以太网电路

主节点采用RTL8019AS作为以太网控制器。RTL8019AS是一种全双工即插即用的以太网控制器,已集成了RTL8019内核和一个16 kB的SDR AM存储器。它兼容RTL8019控制软件和NE2000 8 bit或16 bit的传输。网络接口采用带网络变压器的HR901170A.RTL8019AS使用的片选线为nCS3,地址范围为0x8300 0000-0x83FF FFFF,由于只有256 B的寄存器,因此可操作地址范围为0x8300 0000-0x8300 00FF.RTL8019AS使用20M晶振。

3 软件设计

3.1 U-Boot移植

U-Boot(Universal Boot Loader)是遵循GPL条款的开放源码项目。从FADSROM、8xxROM、PPCBOOT逐步发展演化而来,支持多种嵌入式操作系统内核与微处理器系列。U-Boot的启动过程:初始化目标板硬件。给嵌入式操作系统提供板上硬件资源信息,加载、引导嵌入式操作系统。主节点使用U-Boot-2009-01,它不仅支持ARM-720T内核,而且间接提供了对LPC2294的板级支持。U-Boot的移植过程:首先通过修改star t.s文件设定系统主频:然后针对U-Boot所支持的LPC2292硬件资源配置信息作必要的修改,如外部存储器控制器(EMC)、以太网控制器等的硬件连接信息;接下来修改串口驱动代码使之与系统主频匹配;最后通过配置菜单配置U-Boot,主要配置所需要的命令和所要支持的硬件。

3.2 μCLinux移植

LPC2294没有MMU单元,不能运行定制的Linux,只能使用μCLinux.主节点移植的μCLinux版本号为2.6.25.从该版本开始,μCLinux支持CAN总线驱动。移植过程如下:

1)打Philips公司针对该芯片提供的官方补丁;

2)修改NANDFLASH部分的驱动程序;

3)配置μCLinux内核;

4)交叉编译内核。

所需源码及补丁文件如表2所示。

表2 所需源码及补丁文件

基于CAN总线的运动控制系统设计

移植需要修改的部分驱动代码:

1)修改arch/arm/math-lpc22xx/head.s因为μCLinux假设运行前已由BootLoader完成基本硬件初始化工作,因此不再进行系统时钟频率、串口初始化等基本硬件的初始化。在head.s文件中包括初始化存储器控制器、系统分频器PLL等部分代码,需要更改这部分代码,使之与U-Boot中Lowlevel_init.s文件的描述一致。另外μCLinux运行前必须由BootLoader将其内核装入内存偏移量为0x80000000的地方,因此要保证在μCLinux源码中的对应设置与启动引导程序的初始化设置相同。

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