ARM数控系统高速处理串口数据的研究.

1、引言现代数控加工都是先采用 CAD/CAM 软件画出零件的加工草图， 然后根据草图做适当的属性设置，生成G 代码，生成 G 代码之后通过某种方式将 G 代码传送给数控系统进行解释转化成实际的轴运动。但是由于实际生成的 G 代码数据量相对于 ARM 嵌入式数控系统存储资源而言很大，不可能将 G 代码全部传给 ARM 数 控系统存储起来之后再一条一条来解释、加工，因此在数据传输的过程中应该有一个流量控制的问题。虽 然 PC 机 G 代码到ARM 数控系统代码传送方式很多，但 ARM 的串口相对而言，操作方便，因此本设计采用 串口来传送数据。虽然串口方便操作，但是在数据传送过程中也存在一些问题，比如

2、说，PC 机向 ARM 传送9 个数据，却只收到 8 个，如果数据传送的很大，就会丢失的更多，并且如果数据量大，就需要传送的波 特率大，但是波特率大不仅会使数据产生遗漏，而且会使传送过来的G 代码得不到数控系统的及时处理，如果波特率太低，传送的时间肯定会很长，降低了加工效率。岀现这么多问题是什么原因呢， 经过分析，提岀一种方法，能够保证数据正确的情况下提高数据传输速 度和数控系统代码处理能力。以 LPC 系列为主的 32 位 ARM 控制器具有速度快，容量大，性能稳定，在线 调试方便等优点，ARM 作为智能控制器应用于工业控制领域具有广阔的前景。ARM 在工控领域的应用中，与上位机软件进行数据

3、传输和处理是经常需要解决的问题。二、ARM 串口初始化设置及中断服务程序16 字节接收 FIFO 和 16 字节发送 FIFO,寄存器位置符合I6C550 工业标准，接收器 FIFO 触发点可以设置成为 1、4、8、14 字节触发，内置波特率发生器。有四种中断：数据可用中断，字符接受超时中断, 计了一个缓冲队列用来存储接收到的数据。(1)数据缓存队列数据结构设计typedef struct QUEUE_DAIA_TYPEQUEUE_DAIA_TYPE*In:QUEUE_DAIA_TYPE*Eiid:unit 16NData:unit 16MaxData:uintS(* ReadEuiprT)O

4、；umt8(* WriteFvillJO；QUEUE_DATA_TYPEBufll;其中 QUEUE_DATA_TYPE 表传输的数据类型，每当有数据从串口传入ARM 的时候，通过 In 指针使数据入队列，有数据需要处理的时候，利用Out 指针来出队列，至于队列大小，要根据波特率的大小、串口中断频率等因素决定。还需要实现两个函数uint8 QueueWrite(void *Buf, QUEUE_DATA_TYPE Data) ，和uint8QueueReadQUEUE_DATA_TYPE *Ret, void *Buf)，主要是用来往数据队列里写数据和从数据队列里取 数据，采用的是先进先出(F

5、IFO)的方式.LPC2292 处理器有两个串口，每个串口有THRE 中断，Rx 线状态中断。串口在进行数据接受的时候，设/*描向放拥输出位置/*插向数拯输入位置*/指向 Buf 的绪束位置*/*队列中数据亍数*/*队列申允许存储的坡据个故*/严读空处理函数/*写满处理函数*/*存储数据的空间判(2)串口初始化程序:uintS UART0Iiiit(uiiit32 bps)uuitl6 Fdiv;PINSELO = (PINSELO & OxfiffiEESD) | 0 x05;/选择管脚为 UARTO*/U0LCR=0 xS0;/*允许访何分频因子寄存器*/Fdiv = (Fpclk

6、 16) bps:- *K 戌牲牟bps *U0DLM = Fdiv/256;UODLL = Fdiv % 256：U0LCR = 0 x03;严 禁止访问分频因子寄存器/U0FCR = 0 x87：/* 且设 fit为 8.1.11*/UOIER = 0 x05; /*允许接收和发送中断*/(3)中断服务程序中断处理函数具体实现1 数据可用中断处理For(i=0;i8;i+)/ 因为串口初始化是 8 字节中断QueueWrite (Buf,UARBR); 2数据超时中断处理：WhileIf (UALSR&0X0000000 仁=1)QueueWrite (Buf,UARBR);Els

7、e Break;3理论上可以屏蔽 THRE 中断，但是同样也可以处理中断，处理方法是往FIFO 中填充数据For(i=0;i16;i+)QUEUE_DATA_TYPE data;QueueRead(&data, Buf)U0THR = data;4.同样线中断也可以屏蔽，当然也可以处理，处理的方法只需要读U0TSR 寄存器 Data=UOTSR;中断服务程序中处理了超时中断，因此设置串口中断触发字节可以设置的大些，这样可以保证数据不 会丢失，同时减少系统中断次数，减小系统负荷，提高处理器的处理速度。图 1 中断服务程序流程图三、上位机软件和 ARM 串口数据传送软件设计ARM 系统中开辟了一个串口数据接收队列缓存区，因此就要求上位机串口发送软件能够配合ARM 处理能力对数据发送进行流量控制。图 2 上位机软件和 ARM 数据传送流程图程序中 NUM 表示文件的总字符数，在开始传送代码数据的时候作为开始发送文件的一个信号传送给ARM 同时作为文件传送结束判断依据。SUM 表示代码已经传送的字符数。其初始化值为0。四、结论:串口设置为：波特率 115200,8位数据位，1为停止位，无奇偶校验，无流控制。通过串口调试助手， 选择发送文件，发送PC机上 CAM 软件 CAXA 制造工程师生成的加工文件（大小 182K）。通过串