激光打标机控制系统软件平台构建及矢量打标控制研究

摘要

传统的激光打标机大多以PC机作为控制系统，存在体积大、成本高、环境适应能力差等不足之处。为克服这些缺点，在本次激光打标机的设计中，采用了嵌入式技术来构建激光打标控制系统，发挥嵌入式系统的集成度高、功耗低和成本低等优势，设计出微型激光打标机。本文重点研究了嵌入式系统软件平台的构建和矢量打标问题，主要工作有：
　　 (1)分析了振镜扫描式打标的基本原理，给出了嵌入式计算机为核心的控制系统结构，并对系统的特点进行了分析。在以S3C2410处理器为核心的嵌入式计算机平台上建立以嵌入式Linux为核心的软件平台，主要工作包括Bootloader的移植、嵌入式Linux的移植、根文件系统的制作和GUI运行平台的建立。
　　 (2)根据激光打标的处理流程和以FPGA为核心的控制卡的功能，完成了打标控制卡驱动程序的设计，解决了驱动程序中难以获取大容量缓冲区的问题。此外，在驱动程序的设计中，采用了DMA传输方式和内存映射，提高了系统的性能。
　　 (3)研究了矢量打标和飞行打标问题，对矢量打标过程中的出现的各种误差进行了分析和处理。
　　 通过对这些问题的研究，成功地完成了微型激光打机的设计，在实际应用中取得了较好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本文的研究背景与意义

1.2激光打标控制系统的现状

1.3本文研究的主要内容

2激光打标机的基本原理及总体结构

2.1激光打标机的工作原理

2.1.1扫描式标刻的基本原理

2.1.2激光打标机的工作流程

2.2控制系统的总体结构

2.2.1控制系统的功能需求

2.2.2控制系统的硬件结构

2.2.3控制系统的优点

2.3激光打标机的主要控制设备

2.3.1振镜扫描系统

2.3.2激光器

2.3.3生产线检测系统

2.4本章小结

3激光打标机软件平台的构建

3.1嵌入式Linux操作系统

3.1.1嵌入式操作系统的作用

3.1.2嵌入式Linux操作系统特点

3.1.3嵌入式Linux软件平台的结构

3.2 Bootloader的移植

3.2.1 Bootloader的选择

3.2.2 vivi的启动过程

3.2.3扩展logo显示功能

3.2.4 vivi的移植

3.3 Linux内核的移植

3.3.1 Linux2.6内核在嵌入式应用上的突破

3.3.2 Linux2.6内核的移植

3.4文件系统的建立

3.4.1基于Flash设备的文件系统

3.4.2文件系统的选择

3.4.3根文件系统的建立

3.5 GUI运行环境的建立

3.5.1 Qt/Embedded简介

3.5.2 Qt/Embedded的移植

3.5.3 Qt/Embedded平台下应用程序的运行

3.6本章小结

4控制卡驱动程序的设计

4.1 Linux驱动程序简介

4.1.1 Linux驱动程序作用

4.1.2 Linux驱动程序工作原理

4.2打标控制过程分析

4.2.1打标驱动程序主要任务

4.2.2打标控制卡的工作原理

4.2.3打标控制流程分析

4.3打标控制驱动中关键问题的分析

4.3.1获取大容量缓存区

4.3.2内存共享

4.3.3 DMA数据传输方式

4.3.4异步通知的实现

4.4打标控制驱动的详细设计

4.4.1驱动安装程序

4.4.2驱动卸载函数

4.4.3内存映射函数的设计

4.4.4 open函数的设计

4.4.5 release函数的设计

4.4.6 ioctl函数的设计

4.4.7中断事件处理

4.5本章小结

5矢量打标控制的研究

5.1矢量打标的原理与实现

5.1.1矢量打标的基本原理

5.1.2矢量打标的实现

5.2矢量打标的误差分析与处理

5.2.1跳转延时处理

5.2.2拐角延时处理

5.2.3关光延时处理

5.3飞行打标的实现

5.3.1飞行打标的原理

5.3.2飞行打标误差分析

5.4本章小结

6软件固化与整机测试

6.1程序的固化

6.2检验打标精度

6.3打标图样

6.4本章小结

7总结与展望

7.1总结

7.2展望

致 谢

参考文献