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| 生化分析仪控制系统---无锡艾乐试验仪器 |
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[ 2008-8-28 10:05:00 | By: uocc894 ] |
无锡艾乐试验仪器主要经营环境试验箱，产品有:盐雾腐蚀试验箱、高低温试验箱、高低温湿热试验箱、高低温交变湿热试验箱、恒定湿热试验箱、高温恒温试验箱、高温老化试验箱、光照耐气候试验箱、淋雨试验箱、霉菌试验箱,高低温箱。盐雾试验箱，恒温恒湿试验箱，恒温恒湿箱等0510-80260586
基于rmD与UC InUX的嵌入式全自动I 生化分析仪控制系统模型|l
The Design of Embedded Automatic Biochemistry Analyzer Control System Model Based on ARM? and Ucliunx
Chen Dong，Peng Chu-wu，Hu Hui-hong (School of Electrical engineering， Hunan University，ChangSha 410082，China)
陈东，彭楚武，胡辉红 (湖南大学电气与信息工程学 院自动化系，长沙410082)
3
-- .
摘要:提出了一种新的基于ARM的嵌入式全自动生化分析仪系统的设计，该设计采用AR问 处理器为主CPU，运动控制器为从CPU，并采用实时的uclinux操作系统，使得系统f良好地进 行多任务处理，并保证了运动控制的实时性。
关键词; AR问:运动控制器; S3C45108;阿CX314; Uc 1 i nux
中图分类号: TH832文献标识码: A文章编号1003-0107(2005)11-0003-03 Abstract: This text introduce a new design for a embedded automatic biochemistry analyzer based on ARM. In this design， ARM is main CPU， and motion controller is subordination CPU. By using real-time 。口erating system Uclinux，system can be good at dealing with multitask and the real time of System controlling
Key words: ARM; Motion controller; S3C4510B; MCX314; Uclinux
CLC number:TH832 Document code:A Article ID:1 003-01 07(2005)11-0003-03
触底的反应时间等等。
围绕着比包分析而进行的二系列工
引言
( 4 )降低软件研发成本。软件
开发简单、快速，可以由更少的软 件研发人员花更少的时间完成复杂 的运动控制编程。
作，同手工操作的化学反应一样， 只不过是各个操作步骤都由相应的 执行机构在计算机的控制下有序的
随着现代电子计算机技术的迅
猛发展及普及，各式各样的自动化 分析仪问新月异，而临床生化检验 是实现自动化最早也最有成纹的部
网此，采用采用ARM及UCLl:\UX 能够提高系统性能，并得到更优秀 的控制特性。且采用了运动控制芯
由运动控制芯片来完成
完成。
二.基于AR问与UCLINUX的控制 系统模型
1.系统结构模型及优点
分。大部分已装备的全自动生化分 析仪元论其同时检测的项目多少还 是其速度的快慢，其核心部分仍是 建立在比色分析某础上的自动比色
片MCX314，
复杂的运动控制，
而ARYl处理器用
采用ARYl及CCLl'iCX具有以下
其附属设备的增加及由计算
系统，
来管理调度。
好处·
机控制自动化程度的提高使分析仪
国1表示了某于这种思想才I'发
(1)提高控制性能。采用成熟32
具有了许多功能。
的数持系统的结构。
可以提高
市场上每小时150-1200个测
系统可测的反应类型和相应的项目。
试的全山功生化分析仪的某木细成
(2)提高系统可靠性。S3C4510B
是一款基于ARM7内核的32位RISC 架构的处理器，其体积小、低功屈、 低成本、性能高，支持Thumb (16位)
/ ARM(32位)双指令集，能很好的兼 容8位/ 16位器件，采用此芯片后，
软件
控制器的硬件器件大为减少，
程序大为缩短，均有助提高可靠性。
( 3 )提高系统实时性，采用 CCLIMNUX操作系统可以提高系统反
如下·
基于ARM与LINUX的控制系统模型
图1
f
从框国可以看出，全臼动丰化 分析仪是在计算机的程序控制下，
f
计童中孔程序控制
1
2.数控系统的硬件结构 高低温试验箱
系统硬件采用ARM处理器加运 动控制芯片结构模式。ARM处理器 选用SANSUMG公司的4510B处理芯 片，用于键盘、显示，网络通讯等管 理工作，而运动控制芯片采用了 NOVA电子有限公司的YlCX314芯片， 专门负责运动控制的处理工作，
-I MCX314芯片是一款能够同时控制4 个伺服马达或步进马达的运动控'制 芯片，它以脉冲串形式输出，能对 filJ服马达或步进马达进行位置控 制、插补驱动、速度控制等。该芯 片输出的脉冲速度范围为1 P P S一
· 4、IPPS，可以满足高速驱动的需求， 4.
2并且脉冲的频率精确度小于O. 1 %。
?
控制系统硬件结构如图2所示。
ARM控制器S3C4510B
总线
???...........
3.A用攸H里器与运动控制芯片的连接
MCX314与CPU的连接如国3所 示。其中CLK是启动MCX314的内 部同步电路的主时钟信号输入端， 其频率为16.000MHzo驱动速度、 加/减速度、加速度/减速度的变 化率都根据此频率设定。AO八2是 MCX314读/写寄存器的地址信号。 CSN为片选信号，低电平有效。l;\TN 是供CPL使用的中断请求信号，由 任何巾断因素引发中断， I NTN都为 低电平，巾断解除后，返回高阻态。 IVR!\和RDN分别是写使能和读使能。 PLS是Pulse/DIR模式下的脉冲输 出端，占空比为50 'Yo，复位后为低 电平。DIR是Pulse/DIR模式下的方盐雾试验箱
度刷刷 温控
讯口 边接
位出M输[
位入Mm输E
般动U 伺驱器
服动z 伺驱器
服动Y 伺驱器
服动X 伺驱器
图2控制系统硬件结构
S3C4510B I!CX3l4
A3 CSN CLK
IRQO INTN驱动脉冲
nlE 曹RN 方向脉冲
nOE RDN
LllTP
~ LIIPM
INO
AO I I AO INl
…...
A21 I A2 ElIGlI
图3 ARM与运动控制芯片的连接
运动控制器
ARM硬件
囹4控制系统软件结构图
网络接口
向信号输出端，占 空比为500/0，复位 后为低电平。LylTP 和LMPM分别是正 方向和负方向的 越限信号输入端， 在正、负方向驱动 脉{II'输出过程中， 此信号有效就执 行减速停止或立 即停止，在方式选 择巾，可设定减速 停止或立即停止 和逻辑电平
1NO-IN3用于立即 停止或减速运动 巾的轴，这里接原 点和各上位的光 电31二关输入信号。 EMGN信号常用于 紧急停车，低电平 会立即停止所有 输出。
三.控制系统软 件设计 振动试验机
1.控制系统软件 构架
uClinux是控
测试技术卷Test Technology
制领域的嵌入式操作系统，其优势 在于开源，免费.稳定及强大的网 络功能，其内核的功能结构与 Linux基本相同。只是对内存管理 和进程管理进行改写。uClinux不 支持MML.不能使用处理器的虚拟 内存技术，它采用的是实存储器管 理策略uClinux采用romfs文件系 统.这种文件系统柑对于一般的 ext 2文件系统占有更少的空间。 uClinux重写了应用程序库。相对 于大而全的glibe J萃uelibe对 libe做了精简。 恒温恒湿试验箱
为了最大的利用系统硬件资 牒，并日还要保证实时性，所以使 用了uClinux这个多任务实时操作 系统，通过它实现多任务实时控制。 程序的编程语言为C 语言以及ARM 汇编语言。uClinux的所有源代码 都作为本程序的一部分，并与其它 代码一起进行编译和链接。系统的 软件构架如图4所示。
程序运行时将会先后创建如下 任务:
(1) '1‘askStart系统运行后创 建的第一个任务，完成一些初始化 工作以及创建其它任务，所有工作 完成后此任务将会被删除。
(2) TaskMainMen u主任务，系
统的菜单、网络下载以及测试等都 在此任务中完成，进入运动控制任 务后此任务会被挂起。
(3) TaskContml运动控制任 务，负责编织过程巾命令发送、运 动芯片状态读取、I 0口操作等控 制。
(4)TaskErrorControl异常处
理千千务，负责运动过程中的异常处 王里。
(5)TaskStatusControl运动状
态任务，负责运动过程中的状态显 示以及参数设置。
(6)TaskKeylnt按键处理任务， 负责对键盘输入的接收。
(7) TaskNetllandle网络任务，
去s质量ELECTRONICS QUALITY ------------------------------------·2005 tIf 11 /(Ij
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