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Ⅰ型工业绣花机控制器花样信息处理及人机交互的改进与优化

李祥伟  
【摘要】: 工业绣花机是随着微电子、计算机技术、精密机械的发展和应用而逐渐发展、成熟起来的一种高自动化、高生产效率的绣花设备。基于ARM7和μC/OS-Ⅱ的I型工业绣花机控制器的研发已经基本成功。本课题在系统的硬件结构和软件架构已经基本确定的前提下,重点实现和改进了工业绣花机几个重要的模块,包括花样信息处理、USB Host、FLASH文件系统和人机交互。 本文详细分析了工业绣花机的构成及其工作原理,结合工业绣花机的功能需求,研究了以ARM+μC/OS为核心构建软、硬件平台的绣花机控制系统的解决方案。 本文介绍了花样文件的产生,详细比较和分析了DST、DSB和DSZ国际主流花样文件格式。针对这几种花样格式不具备完整的刺绣信息的缺点,以及为了兼容这几种花样文件格式和节约存储空间,设计出一种基于二进制的自主花样文件格式——SYT格式,并研究主流花样文件格式和SYT花样格式的转换算法。 系统以ISP1160芯片作为USB Host接口芯片,分析了嵌入式USB Host的原理和软硬件实现方法。在控制器扩展的NOR型FLASH存储器上建立FLASH文件系统,实现了FLASH存储器中花样文件的有效管理。针对FLASH存储器的特点和通用FAT文件系统的不足,从FLASH的可靠性、耗损平衡和垃圾收集机制对通用FAT文件系统加以改进,在FLASH上建立改进型FAT16文件系统,使FLASH文件系统的可靠性提高和性能优化。通过USB Host实现了内存中的花样文件和外部存储设备的交互。 分析了工业绣花机人机交互的硬件实现。根据功能需求设计了自主开发的GUI模块,并对GUI各个层次做了详细分析。在μC/OS多任务平台下,研究了人机交互的具体实现。并针对工程开发中遇到的问题,提出解决方法和改进方案。 针对实际的应用,研究了代码优化的一些方法。为了更好的利用资源,最后研究了程序固化的方法。 本文的设计已得到充分的验证,在整机测试过程中系统运行稳定,性能优良,同时系统的功能易于扩展和维护。


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