嵌入式技术在特种工业缝纫机上的应用

运行，如果应用程序有变更或更新，则通过总线将SD卡中的应用程序拷贝到为FPGA配置的SRAM中。如果通过液晶屏或者按键输入要执行的任务，则给FPGA传送控制指令，FPGA调用相应的应用程序控制电机执行操作。FPGA运动控制芯片的程序流程图见图5中(b)图所示，系统上电后首先进行硬件初始化，然后进行系统自检，如果自检发现有错误则进行报警处理，否则系统进入到控制状态，要实时监测是否接收到来自ARM的控制指令，如果有，则调用相应的电机控制程序并执行。应用程序的设计为用户根据具体的应用开发，本文不做介绍。

3 设计注意事项

通过实际调试，在设计中有以下几方面应予以重视。

1)由于系统的+5 V输入电源是由伺服驱动模块提供，为了避免干扰，建议用一个103的瓷片电容、一个100μF的电解电容以及一个型号为GSMA321611-U0031的磁珠进行滤波处理。

2)在设计PCB(Printed Circuit Board)时，模拟地和数字地应该分开布局，分别布线。SD卡、液晶屏的金属外壳应该做接地处理，为机壳地，应该单独走线。最后用型号为GSMA321611—U0031的磁珠将数字地、模拟地、机壳地进行共地处理。

3)由于变压器一滤波器芯片HS9016输出为差分信号，在PCB布线时尽量走等长线，用带屏蔽的双绞线与伺服驱动模块进行通信。

4)TPS75003是一款开关电源芯片，建议严格按照其给出的参考布局进行PCB布局，否则极有可能造成电源输出不稳定而导致整个系统瘫痪。

5)由于该控制系统的PCB为六层板，建议在设计PCB时，对于电源部分的设计采用内层分割和填充技术，去掉内层，局部制作成两层板，这样可以有效防止电源与其他电路相互干扰。

6)操作系统建议采用Wince，其BSP自带USB、SD、以太网驱动，设计时无需改动。液晶屏也给出了标准模板，提供了API函数，只需根据实际硬件设计情况修改相关寄存器即可，如此会大大降低开发难度和缩短开发时间。

4 结束语

随着集成电路、计算机技术、嵌入式技术在生产、生活中的应用越来越广泛，基于各种嵌入式平台的机电一体化技术已经到来，并成为最具开放性的控制体系结构。将这种新型的控制体系应用于特种工业缝纫机领域，社会效益和经济效益良好。

本系统的设计有如下优点：1)相对于国外的控制系统价格低廉，有较好的市场前景;2)基于ARM和FPGA架构的系统在通用性和可扩展性方面得到充分保证;3)系统兼容两款液晶屏，用户可以在同一个硬件平台上很方便的根据自己需求更换液晶屏;4)方便用户进行二次开发;5)安全低功耗的电源设计，保证系统的正常运行;6)控制系统集成在人机交互单元中，界面友好，操作方便，让弱电系统跟伺服电机驱动的强电系统分离，有效消除系统干扰。