介紹一種基于Atmel 公司AT91M40800 芯片的嵌入式一體化工業(yè)控制機硬件系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)提供了32 位高速數(shù)據(jù)處理能力，并配有CPLD、LCD、PS/2 鍵盤、CF 卡、USB 及串行接口等多項功能，并留有16 路輸入/輸出擴展口，體積小巧，便于攜帶，操作方便，可通用于許多工業(yè)控制領(lǐng)域，特別是需要用步進電機控制二維和準(zhǔn)三維運動控制的場合。
關(guān)鍵詞：ARM；嵌入式系統(tǒng)；一體化；工業(yè)控制
嵌入式微機工業(yè)控制技術(shù)是 20 世紀(jì)以來在計算機應(yīng)用實踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來的非常經(jīng)濟實用的一種自動化技術(shù)，它集電氣、機械、計算機、通信等技術(shù)于一體，具有速度快、工作方式靈活、可靠性高、信息處理能力強、成本低、適用范圍廣等特點，在工業(yè)領(lǐng)域中已得到廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)工業(yè)控制場合中用的嵌入式工控設(shè)備大多采用的是以8 位單片機（MCS-51）為內(nèi)核，有價格低廉、設(shè)計較容易、能達到一般要求的優(yōu)點，但也存在著存儲容量小，獨立工作時功能較弱，較強功能要與PC機聯(lián)機才能實現(xiàn)，實時性能不強，定位精度不高，人機交互復(fù)雜，操作不方便等。我們選用功能強大的32 位嵌入式微處理器ARM 來代替8 位單片機，并將控制板與電源、步進電機和被控制設(shè)備集成于一體，形成一種新的機型——嵌入式一體化工業(yè)控制機。
嵌入式一體化工業(yè)控制機是一套與工控工作臺集成在一起的單片機控制系統(tǒng)，配備了合適尺寸的液晶顯示屏以顯示工作菜單；可接入PS/2 標(biāo)準(zhǔn)鍵盤；顯示內(nèi)容包括文字、流水號、日期和圖形；可通過RS232 串行口或USB 接口與PC 機和其它設(shè)備連接；CF 卡接口可以接入8M～2G 的CF 卡；NAND flash用作穩(wěn)定存儲；有JTAG 接口用于調(diào)試；另有三個面板按鍵（確認(rèn)鍵、下移鍵、返回鍵）以及一個急停鍵單獨控制操作；支持多國語言菜單等。由于采用較高性能的處理器及相關(guān)外圍硬件設(shè)備，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議更加可靠、合理、易于擴展；人機交互操作更加友好、方便；系統(tǒng)集成度更高、體積更小。
該系統(tǒng)既可作為嵌入式系統(tǒng)獨立工作，也可作為從屬功能設(shè)備由PC 機進行控制，以完成更復(fù)雜的工作。該系統(tǒng)有三種工作模式：獨立工作模式、聯(lián)機工作模式和維護工作模式。
在機電一體化項目中，經(jīng)常會遇到工件需做往返運動或需精確定位等場合，這些項目采用步進電機控制簡單易行。因此內(nèi)含步進電機的嵌入式一體化工業(yè)控制機應(yīng)用廣泛，可用作氣動加工、激光加工、自動焊接等設(shè)備的控制系統(tǒng)。例如，能在各種金屬或非金屬物體上打出文字圖形的機電一體化設(shè)備——打標(biāo)機，應(yīng)用該系統(tǒng)可較大幅度地提高打標(biāo)的速度和精度。又如激光加工機床，它通過控制激光束和工件之間的相對位置來切割、打孔和熱處理各種零器件，采用該系統(tǒng)能充分發(fā)揮ARM 處理器的性能，可在提高精度的同時降低生產(chǎn)成本，是新式機床設(shè)計和老式機床改造的一條有效途徑。