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嵌入式数控系统人机界面及系统软件研究与开发

作　者: 陆巍
导　师: 傅建中
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 嵌入式数控系统人机界面 Qt/E 数控代码编译刀具半径补偿
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

基于ARM技术和Linux操作系统的嵌入式数控系统，是新兴的ARM技术、嵌入式操作系统与数控加工技术的高度综合。嵌入式数控系统也是嵌入式计算机技术在机床运动控制中的新探索。基于ARM和Linux的嵌入式数控系统人机界面软件是嵌入式数控系统的重要组成部分，也是本文研究的主要内容。本论文的研究重点在于研究和开发具有自主知识产权的嵌入式数控系统人机界面软件。主要包括的内容有：1．嵌入式数控系统软硬件组成结构与实现方案的选择；2．嵌入式数控系统人机界面软件的设计与开发。第一章，绪论。综述嵌入式技术的发展概况；嵌入式数控技术的研究现状与发展方向；嵌入式数控系统人机界面软件国内外研究现状；最后，提出本论文的研究内容和研究意义。第二章，嵌入式数控系统总体结构。首先对嵌入式数控系统进行了硬件需求分析和选型，然后针对软硬件两方面进行了结构分析，讨论了嵌入式Linux操作系统与人机界面软件的结构。第三章，嵌入式数控系统软件开发模式与开发环境。本章主要介绍了嵌入式数控系统软件开发与常规软件开发的区别，重点介绍了交叉编译、远程调试开发模式、ARM Linux内核交叉编译及Qt／Embedded开发环境的构建和虚拟帧缓冲服务器的应用。第四章嵌入式数控系统人机界面功能模块分析。本章对嵌入式数控系统人机界面软件进行了功能模块分析，重点分析了嵌入式数控系统人机界面的三大组成部分：图形用户界面模块、通用数控代码编译模块、刀具半径补偿模块。第五章，嵌入式数控系统人机界面软件的实现。本章从面向对象技术角度，论述了嵌入式数控系统人机界面对象建模，功能模块的程序实现。第六章，嵌入式数控系统人机界面软件测试与分析。根据软件工程的相关知识，针对人机界面软件的主要功能单元进行测试。编写了具有针对性的测试用例，对通用数控代码编译器和刀具半径补偿功能进行了测试。第七章，总结与展望。对本研究课题进行了总结和概括，并对嵌入式数控系统的发展做出了展望。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-21
  1.1 嵌入式系统概况  9-11
    1.1.1 概述  9-10
    1.1.2 特点  10-11
  1.2 嵌入式数控系统国内外研究现状  11-16
    1.2.1 概述  11
    1.2.2 主要研究方向  11-13
    1.2.3 国内外研究现状  13-16
  1.3 嵌入式数控系统人机界面综述  16-19
    1.3.1 概述  16-17
    1.3.2 设计原则  17
    1.3.3 人机界面开发环境  17-19
  1.4 课题研究意义及论文主要内容  19-21
    1.4.1 课题研究意义  19-20
    1.4.2 论文主要内容  20-21
第二章嵌入式数控系统总体结构  21-30
  2.1 硬件需求分析与选型  21-22
  2.2 ARM与ARM体系结构  22-24
    2.2.1 ARM概况  22-23
    2.2.2 ARM体系结构及特点  23-24
  2.3 嵌入式数控系统硬件结构  24-26
    2.3.1 控制系统硬件总体结构  24-25
    2.3.2 S3C2410与S3C44BOX处理器  25-26
  2.4 嵌入式数控系统软件结构  26-29
    2.4.1 嵌入式Linux与ARM Linux  26-28
    2.4.2 嵌入式数控系统人机界面  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章嵌入式数控系统软件开发模式  30-42
  3.1 嵌入式数控系统软件开发模式  30-32
    3.1.1 宿主机与目标机  30-31
    3.1.2 交叉编译  31
    3.1.3 远程调试  31-32
  3.2 嵌入式数控系统软件开发环境  32-34
  3.3 交叉编译Linux内核  34-36
  3.4 Qt／Embedded与虚拟帧缓冲服务器  36-38
    3.4.1 Qt与Qt／Embedded  36-37
    3.4.2 虚拟帧缓冲服务器  37-38
  3.5 Qt／Embedded交叉编译环境构建  38-41
    3.5.1 Qt／Embedded安装包与依赖关系  38
    3.5.2 Qt／Embedded交叉编译开发环境  38-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章嵌入式数控系统人机界面功能模块分析  42-52
  4.1 嵌入式数控系统人机界面主要模块概述  42-43
  4.2 嵌入式数控系统人机界面功能模块分解  43-51
    4.2.1 通用数控代码编译模块  43-48
    4.2.2 刀具半径补偿功能模块  48-50
    4.2.3 图形用户界面模块  50-51
  4.3 本章小结  51-52
第五章嵌入式数控系统人机界面主要功能模块的实现  52-68
  5.1 功能模块开发基础  52
  5.2 通用数控代码编译模块实现  52-59
    5.2.1 正则表达式的简介与功能  53-55
    5.2.2 数控译码模块词法分析与Lex工具  55-57
    5.2.3 数控译码模块的语法分析功能实现  57-59
  5.3 刀具半径补偿功能实现  59-62
  5.4 图形用户界面功能实现  62-67
    5.4.1 系统信息反馈子菜单  63-64
    5.4.2 刀具信息交互子菜单  64
    5.4.3 坐标轴偏置子菜单  64-65
    5.4.4 文件操作与代码编辑子菜单  65-66
    5.4.5 测试与调试子菜单  66
    5.4.6 图形界面开发中的一些注意点  66-67
  5.5 本章小结  67-68
第六章嵌入式数控系统人机界面软件测试与分析  68-75
  6.1 软件测试基本理论  68-69
    6.1.1 软件测试的概念  68
    6.1.2 软件测试的基本方法  68-69
  6.2 嵌入式数控系统人机界面软件测试流程  69-74
    6.2.1 测试用例需求分析  69
    6.2.2 测试用例与测试过程  69-74
  6.3 本章小结  74-75
第七章总结与展望  75-77
  7.1 总结  75
  7.2 展望  75-77
参考文献  77-81
攻读硕士学位期间录用学术论文和参加科研情况  81-82
致谢  82-83
附录  83-88

嵌入式数控系统人机界面及系统软件研究与开发

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