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全成型电脑横机技术,又称为“织可穿”技术,是一种新型电脑横机技术。这项技术早在十多年前就已被德国STOLL和日本SHIMA SEIKI横机厂商研发得到。目前,随着劳动力成本不断攀升,这一技术已经得到国内外广泛认可,而国内厂商依然没有足够能力独立研发这项技术。全成型电脑横机,顾名思义,可编织出完整的衣物,不需要再进行人工缝合。在分析和研究国外全成型电脑横机控制系统的基础上,文中提出全新的控制方案,结合对执行元件数量及类型的统计分析,确立CPU的型号及设计相应电路图,进而实现控制系统的研发。 本控制系统采用分级控制方式,控制系统由主控制系统与6个子控制系统组成。主控制系统由ARM与FPGA结合组成,ARM处理器中嵌入uC/OS-III小型嵌入式系统,作为主控制系统的CPU,完成系统任务分配及任务调度。横机的主要任务包括人机交互界面任务,花型文件输入输出任务,测试任务,编织任务,异常反馈处理任务等。主控单元协处理器FPGA与CPU之间采用FSMC总线实现高速通讯,利用其丰富的I/O口资源,与各个子控制系统建立并行I/O口模拟总线通讯,并完成编织时序的控制。子控制系统包括机头子控制系统,摇床机构子控制系统,给纱机构子控制系统,起底板机构子控制系统,牵拉机构子控制系统,及传感器子控制系统。并且各子控制系统均采用FPGA架构或者FPGA与ARM结合的架构,与主控单元FPGA建立并行I/O口模拟总线通讯,同时利用FPGA并行处理机制,实现对编织时序的精确控制。 主控制系统的CPU选择ST公司生产的基于Cortex-M4内核的STM32F407IGT6,176个管脚,时钟频率为168MHz,代码执行效率210DMIPS。主控制系统繁荣协处理器FPGA的选型为ALTERA公司出品的Cyclone-IV-EP4CE30F23,多达484个I/O口,具备高性能,低功耗,低成本等优点。子控制系统根据执行元件类型与数量选择合适的FPGA型号,并设计相应控制电路。文中主要阐述主控制系统的软件设计及各个子控制系统的FIFO缓存设计,FPGA选型及相应电路设计不做具体介绍。 通过对软件代码调试及仿真验证,该项目采用的控制方案及软件控制系统完全满足全成型电脑横机编织要求,以及实现了通过人机交互界面对花型数据的修改,为完善自主研发的全成型电脑横机技术奠定了基础。