跟着现代科学手艺的不竭迸步，差别学科问的穿插与渗入日益增加，且不竭开展。在工程范畴。因为微电子手艺和计算机手艺的迅猛开展及其向机械工业手艺的不竭渗入，构成了所谓的机电一体化手艺。
从而使机械工业的手艺构造、产物构造、功用与构成、消费体例及办理系统发作了庞大变革。
在机电一体化手艺范畴中引入嵌入式系统手艺，将愈加促进机电一体化手艺的开展。机电一体化设备的嵌入式控造手艺是嵌入式系统手艺与机电一体化手艺的连系，即将嵌入式系统手艺应用于机电一体化中。详细的说就是把嵌入式系统开发和设想的相关理论、手艺引入到机电一体化系统的开发和设想中，成立以嵌入式微处置器(或微控造器)为核心，以高性能、高可靠性的硬件和软件为保障的机电一体化设备嵌入式控造系统，在满足被控机械对象的冗杂控造要求的同时满足现代工业关于设备智能化、收集化的需求。
本文研究了机电一体化嵌入式控造手艺的相关设想办法和应用，在此根底上，研造了针对光机电一体化设备的新型电控系统，并将该电控系统应用到数码印刷一体机中。
在内容摆设上，本文起首介绍了机电一体化手艺及其开展情况，论述嵌入式系统手艺及其相关的常识，描述了且前嵌入式系统在机电一体化设备中的一些应用。
随后，本文对机电一体化设备嵌入式控造系统的构造停止了阐发，给出了机电一体化嵌入式控造系统的分层整体框架;阐发了机电一体化嵌入式控造系统的设想的一些特点;重点研究了一种基于分层和模块化的机电一体化嵌入式控造系统设想办法，并对此中的基于可重用的软件模块设想办法的设想思惟和设想流程做了详细阐发。
然后，在上面介绍的机电一体化嵌入式控造系统整体框架根底上，对机电一体化设备的特点和需求停止了详细阐发，应用以ARM+DSP为处置核心的硬件模块设想办法和基于可重用的软件模块设想办法，设想了一种针对光机电一体化设备的新型智能电控系统。
本文最初介绍将新型智能电控系统应用于现实设备上的详细过程。
起首阐发了一种现代办公设备：数码印刷一体机的手艺特点，以及目前国表里在那方面的手艺停顿：然后对数码印刷一体机停止硬件和软件的需求阐发;详细介绍了将新型智能电控系统应用在数码印刷一体机上的实现过程;最初总结了新型电控系统设想和应用中的关键手艺：抗干扰手艺。
因为新型电控系统在设想之初就采纳模块化的设想，所以在应用过程中，只需要对模块停止增减，十分便利。应用了新型电控系统的数码印刷一体机工做不变可靠，性能先辈，现已多量量投入适用。
关键词： 机电一体化。嵌入式控造手艺，ARM，设想办法，数码印刷一体机，抗干扰手艺
1、绪论
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1引言
机电一体化(Mecha垃onics)手艺是微电子手艺向传统机械工程渗入而构成的交融机械工程、电气工程、计算机科学、信息手艺等为一体的新兴综合手艺。
以机电一体化手艺为代表的现代造造手艺，极大地鞭策了经济、社会的开展前进，改动了人们的传统不雅念。
二十一世纪的机电一体化手艺，日益向小型化、智能化、收集化标的目的开展，而那恰是嵌入式系统手艺的优势所在。嵌入式系统(Embedded System)手艺最早呈现于二十世纪七八十年代，起初是为了将通用计算机引入到某些特定的对象系统中，如船舶主动驾驶、工业消费检测系统等。
后出处于半导体手艺、电子手艺和计算机手艺等相关范畴的前进，嵌入式系统手艺获得兴旺开展，在工业控造、收集通信、消费类电子、信息家电等范畴获得普遍应用，现已被认为是二十一世纪最有生命力的新手艺之一。嵌入式系统固然发端于通用计算机系统，但现实上如今各类各样的嵌入式系统数量已远远超越通用计算机系统。
据统计，全球每年消费的CPU的数量大要在二十亿颗摆布，此中大部门是为各类公用性很强的嵌入式系统设想和造造的。
机电一体化嵌入式控造手艺便是机电一体化手艺与嵌入式系统手艺的连系，是将嵌入式系统手艺应用于机电一体化设备的控造傍边。详细的说就是把嵌入式系统开发和设想的相关理论、手艺引入到机电一体化系统的开发和设想中，成立以嵌入式微处置器(或微控造器)为核心，以高性能、高可靠性的硬件和软件为保障的嵌入式系统，在满足被控机械对象的冗杂控造要求的同时满足现代工业关于设备智能化、收集化的需求。
其其实社会生活和消费的各个范畴，数控机床、工业机器人、主动化办公设备、智能玩具等利用嵌入式系统手艺的先辈设备正在快速改动传统的工业消费和社会生活体例。而上述设各都能够看做是机电一体化手艺和嵌入式系统手艺相连系的产品。
1。2机电一体化手艺及其开展概略
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2。1机电一体化
机电一体化是指在机构的主功用、动力功用、信息处置功用和控造功用上引进电子手艺，将机械安装与电子化设想及软件连系起来所构成的系统的总称。机电一体化是现代工程手艺的前沿，它是一个多门根底应用学科配合产生的新的工程手艺学科。
它的手艺根底是现代的机械造造手艺和电子控造手艺，以及迅猛开展的电脑软件手艺。它的应用所消费的产物，已经普遍呈现在全世界。d,N体内微血管手术机器人，大到航天飞机，空间站。它已经从机械工程的从属学科，独立成为了前沿科学。它代表了～个国度科学手艺的整体开展程度的一个方面。
“机电一体化的根本特征可归纳综合为：机电一体化是从系统的概念动身，综合运用机械手艺(包罗气动和液压手艺)、微电子手艺、主动控造手艺、计算机手艺、信息手艺、传感测控手艺、电力电子手艺、接口手艺、信息变更手艺以及软件编程手艺等群体手艺，按照系统功用目的和优化组织目的，合理设置装备摆设与规划各功用单位，在多功用、高量量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功用价值，并使整个系统更优化的系统工程手艺。
因而，“机电一体化”涵盖“手艺”和“产物”两个方面。只不外，机电一体化手艺是基于上述群体手艺有机交融的一种综合手艺，而不是机械手艺、微电子手艺以及其它新手艺的简单组合、拼集。那是机电一体化与机械加电气所构成的机械电气化在概念上的底子区别。
机械工程手艺由纯手艺开展到机械电气化，仍属传统机械，其次要功用照旧是取代和放大的体力。但是开展到机电一体化后，此中的微电子安装除可代替某些机械部件的原有功用外，还能付与许多新的功用，如主动检测、主动处置信息、主动显示记录、主动调理与控造主动诊断与庇护等。
即机电一体化产物不只是人的手与肢体的延伸，仍是人的感官与思维的延伸，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功用上的素质区别。
1。2。2机电一体化的开展情况
机电一体化的开展大致能够分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，那一阶段称为初级阶段。
在那一期间，人们自觉或不自觉天时用电子手艺的初步功效来完美机械产物的性能。出格是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产物与电子手艺的连系，那些机电连系的手艺，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的感化。那时研造和开发从总体上看还处于自觉形态。
因为其时电子手艺的开展尚未到达必然程度，机械手艺与电子手艺的连系还不成能普遍和深切开展，已经开发的产物也无法大量推广。
20世纪70年代～90年代为第二阶段，可称为兴旺开展阶段。那一期间，计算机手艺、控造手艺、通信手艺的开展，为机电一体化的开展奠基了手艺根底。
大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛开展，为机电一体化的开展供给了充实的物量根底。那个期间的特点是：(甄nechatronics一词起首在日本被遍及承受，大约到20世纪80年代末期在世界范畴内得到比力普遍的认可;②机电一体化手艺和产物得到了极大开展;③列国均起头对机电一体化手艺和产物给以很大的存眷和撑持。
20世纪90年代后期，起头了机电一体化手艺向智能化标的目的迈进的新阶段，机电一体化进入深切开展期间。一方面，光学、通信手艺等进入了机电一体化，微细加工手艺也在机电一体化中崭露头脚，呈现了光机电一体化和微机电一体化等新分收;另一方面临机电一体化系统的建模设想、阐发和集成办法，机电一体化的学科系统和开展趋向都停止了深切研究。
同时，因为人工智能手艺、神经收集手艺及光纤手艺等范畴获得的庞大前进，为机电一体化手艺开拓了开展的宽广六合。那些研究，将促使机电一体化进一步成立完好的根底和逐步构成完好的科学系统。我国是从20世纪80年代初才起头在那方面研究和应用。国务院成立了机电一体化指导小组并将该手艺列入“863方案”中。
在造定“九五”规划和2010年开展纲要时充实考虑了国际上关于机电一体化手艺的开展意向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对那一手艺的开展及应用做了大量的工做，获得了必然功效，但与日本等先辈国度比拟仍有相当差距。
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3嵌入式系统及其手艺研究现状
自从上世纪七十年代最后的基于单片机的嵌入式系统产生以来，颠末30多年的开展，嵌入式系统已经深切到当今世界的每个角落。人们如今已经习惯了依靠小我电脑，若是没有了电脑，大要会让人觉得无所适从。可如果世界上没有了嵌入式系统，那个世界马上会陷入一片紊乱!试想一下，世界上所有含有嵌入式系统的设备都停行工做，会是什么样子?在家里，我们会发现电视机、DVD不克不及播放;冰箱温度紊乱，食物很快坏掉;微波炉不克不及工做，连洗衣机都起头歇工l在街上，汽车无法策动，我们只要步行，可是红绿灯完全失效，整个城市的交通快速瘫痪f天上的飞机没有导航设备，怎么还能飞翔?所以固然我们看不见嵌入式系统，但是嵌入式系统确实无处不在!那么事实什么是嵌入式系统?
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3。1嵌入式系统的定义
因为嵌入式系统无处不在，差别的嵌入式系统针对目的纷歧样，招致嵌入式系统的公用性十分强。好比微波炉中的嵌入式系统和火星车上的嵌入式系统，两者除了都包罗一个嵌入式微处置器之外，几乎没有任何不异点。嵌入式系统强烈的多样性和公用性招致很难给嵌入式系统下～个全面而且切确的定义，凡是我们只是从某一个方面临嵌入式系统下一个定义，从别的一个方面来看，有需要下差别的定义。
下面介绍两种比力通用的定义。
嵌入式系统是控造、监视或者辅助设备、机器和车间运行的安装。嵌入式系统是：以应用为中心、以计算机手艺为根底，软件硬件可淘汰，适应应用系统对功用、可靠性、成本、体积、功耗严酷要求的公用计算机系统。
前一种定义是IEEE对嵌入式系统的定义，次要是从应用的角度对嵌入式系统做了一个比力笼统的总结。
根据那种定义，嵌入式系统包罗了软件和硬件，以至连机械部件等从属安装也属于嵌入式系统的一部门。
第二种定义是国内目前遍及被认同的定义，次要从手艺的角度动身，限制了嵌入式系统的内涵。能够从以下几个方面来理解国内对嵌入式系统的定义：
木嵌入式系统是面向用户、面向产物、面向应用的，它必需与详细应用相连系才会具有生命力、才更具有优势。
能够如许裂解上述三个方面的含义，即嵌入式系统是与应用慎密连系的，他具有很强的公用性，必需连系现实系统需求停止合理的淘汰操纵。
木嵌入式系统是将先辈的计算机手艺、半导体手艺和电子手艺以及各个行业的详细应用相连系后的产品。那一点就决定了它一定是一个手艺密集、资金密集、高度分离、不竭立异的常识集成系统。
嵌入式系统必需按照应用需求可对软硬件停止拜见，满足应用系统的功用、可靠性、成本、体积等要求。所以若是能成立相对通用的软硬件根底，然后在其上开发出适应各类需要的系统，是一个比力好的开展形式。
同时还应该看到，嵌入式系统自己仍是一个外延极广的名词。
但凡与产物连系在一路的具有嵌入式特点的控造系统都能够叫做嵌入式系统，并且有时很难给它下一个切确的定义。上面介绍的两种定义是目前国表里比力通用的说法，跟着嵌入式系统学科研究的前进，以后也可能会开展出更切确更全面的定义。
1。3。2嵌入式处置器
从硬件方面来讲，形形色色的嵌入式处置器是嵌入式系统硬件中的最核心的部门。
目前，世界上具有嵌入式功用特点的处置器已经超越1000种，流行系统构造包罗MCU、MPU等30多个系列。鉴于嵌入式系统宽广的开展前景，良多半导体系体例造商都起头大规模消费嵌入式处置器，而且公司自主设想处置器也已经成了将来嵌入式范畴的一大趋向，此中从单片机、DSP到FPGA，品种越来越多，性能越来越强，价格越来越低。
目前嵌入式处置器的寻址空间能够从64KB到数GB，处置速度最快能够到达2000MIPS，封拆从几个引脚到几百个引脚不等。