基于F28M35x的印刷套准实时监控系统的研究与开发

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随着信息技术的飞速发展,嵌入式系统网络化成为主流趋势之一。在印刷机套准系统中,若追求实时、可靠、高精度的控制效果,设备与外界的信息交换往往会略显不足,影响监控性能。本文在套准系统下位机中选用F28M35x芯片,其独特的双核结构免除了高精度控制与实时通讯需要折中的问题。在此芯片上开发网络模块,与系统上位机人机交互平台通讯,有利于对印刷现场进行远程调试与实时监控。对主流嵌入式操作系统和网络协议进行论述后,论文选择将μC/OS-Ⅱ操作系统与轻量级网络协议栈LwIP相结合的方法实现套准系统的网络传输功能。μC/OS-Ⅱ为多任务抢占式实时内核,执行效率高但不具备网络协议。将LwIP移植至μC/OS-Ⅱ上,解决了它接入网络的问题。文中首先描述了印刷套准监控系统的整体架构,阐述了将μC/OS-Ⅱ移植于F28M35x芯片Cortex-M3处理器上的主要过程。然后分析了LwIP协议栈的功能模块、进程模型、动态内存管理以及接口设计,编写其操作系统模拟层函数和底层网络设备驱动程序,实现LwIP与μC/OS-Ⅱ、底层网络接口的无缝对接。最后,设计了一个微型嵌入式Web服务器,对LwIP的移植进行测试。调试成功后,在下位机应用层开发Modbus/TCP协议,同时设计上位机人机界面,应用于印刷套准监控系统,实时反馈印刷信息。测试结果表明LwIP移植正确,与μC/OS-Ⅱ的结合是一种可行方案。在套准监控系统中,人机交互便捷,数据能稳定快速传输,实时性良好。
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