基于单片机的PCB钻床控制系统设计 第8页

图2-4 印制板数控钻床

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图 2-5 基于ARM微处理器的四轴联动PCB

    加工数控钻床系统硬件结构图

2.4 本章小结

本章主要介绍了以下几个方面的内容:数控系统需求分析；根据需求分析所选的ARM处理器概况及其特点；交流伺服进给电机的概况及其特点；最后文章介绍了PCB钻床控制系统的总体结构模型，并给出了总体结构模型图。

第3章 PCB钻床控制系统的硬件设计

3.1 电源电路设计

通过对S3C2410的电源引脚进行分析：VDDalive引脚给处理器复位模块和端口寄存器提供1.8V电压；VDDiarm为处理器内核提供1.8V电压；VDDi_MPLL为MPLL提供1.8V模拟电源和数字电源；VDDi_UPLL为UPLL提供1.8V模拟电源和数字电源；VDDOP和VDDMOP分别为处理器端口和处理器存储器端口提供3.3V电压；VDDA_ADC为处理器内的ADC系统提供3.3V电压；VDDRTC为时钟电路提供1.8V电压，该电压在系统掉电后仍需要文持。

由此可见，在该系统中，需要使用3.3V和1.8V的直流稳压电源。为简化系统电源电路的设计，要求整个系统的输入电压为高质量的5V直流稳压电源。

VDD3.3V提供给VDDMOP、VDDIO、VDDADC和VCC引脚，VDD1.8V提供给VDDi，VDDRTC提供给VDDRTC引脚。

5V输入电压经过DC-DC转换器可完成5V到3.3V和1.8V的电压转换。系统中RTC所需电压由1.8V电源和后备电源共同提供，在系统工作时1.8V电压有效，系统掉电时后备电池开始工作，以供RTC电路所需的电源，同时使用发光二极管指示电源状态。电路如图 3-1所示。

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图 3-1 电源电路图

3.2 系统复位电路

为了提供性能优越的电源监视性能，我们选取了专门的系统监视复位芯片CATI025JI-30，该芯片性能优良，可以通过手动控制系统的复位，同时还可以实时监控系统的电源，一旦系统电源低于系统复位的阀值，CATI025JI-30将会起作用，对系统进行复位。

电路图如下所示：

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图 3-2系统复位电路图

3.3 晶振电路设计

S3C2410微处理器的主时钟可以由外部时钟源提供，可以由外部振荡器提供，如图3-3所示，采用哪种方式通过引脚OM[3：2]来进行选择。

1.OM[3：2]=00时，MPLL和UPLL的时钟均选择外部振荡器，如图3-3中（a）所示；

2.OM[3：2]=01时，MPLL的时钟选择外部振荡器；UPLL选择外部时钟源；

3.OM[3：2]=10时，MPLL的时钟选择外部时钟源；UPLL选择外部振荡器；

4.OM[3：2]=11时，MPLL和UPLL的时钟均选择外部时钟源，如图3-3中(b)所示。

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图 3-3 系统时钟选择

本系统中选择OM[3：2]均接地的方式，即时钟源采用外部晶振，内部pll电路，可以调整系统时钟，使系统运行速度更快。

电路图如下所示：

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图 3-4 S3C2410系统时钟电路

3.4 存储系统设计

3.4.1 Nor Flash接口设计

以该系统中使用的Flash存储器SST39VF1601为例，简要描述一下Flash存储器的基本特性。SST39VF1601是一款常见的Flash存储器，单片存储容量为16M位，工作电压为2.7V~3.6V，采用48脚TSOP封装或48脚TFBGA封装，16位数据宽度，以16位（字模式）数据宽度的方式工作。

SST39VF1601仅需3.3V电压即可完成在系统的编成与擦除操作，通过对其内部的命令寄存器写入标准的命令序列，可对Flash进行编成（烧写）、整片擦除、按扇区擦除，以及其它操作。逻辑框图引脚分布及信号描述分别如图3-5和表3-1所示。

表 3-1 逻辑框图引脚分布及信号描述

更具体的内容可参考用户手册。其他类型的Flash存储器的特性与使用方法与之类似，用户根据自己的实际需要选择不同的器件。

在大多数的系统中，选用一片16位的Flash存储器芯片（常见单片容量有1MB、2MB、4MB、8MB等）构建16位的Flash存储系统已经足够，在此采用一片SST39LV160

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