一、 引言

現代數控加工都是先采用 CAD/CAM 軟件畫出零件的加工草圖，然后根據草圖做適當的屬性設置，生成G 代碼，生成G 代碼之后通過某種方式將G 代碼傳送給數控系統進行解釋轉化成實際的軸運動。但是由于實際生成的G 代碼數據量相對于ARM 嵌入式數控系統存儲資源而言很大，不可能將G代碼全部傳給ARM數控系統存儲起來之后再一條一條來解釋、加工，因此在數據傳輸的過程中應該有一個流量控制的問題。雖然PC 機G 代碼到ARM 數控系統代碼傳送方式很多，但ARM 的串口相對而言，操作方便，因此本設計采用串口來傳送數據。雖然串口方便操作，但是在數據傳送過程中也存在一些問題，比如說，PC 機向ARM傳送9 個數據，卻只收到8 個，如果數據傳送的很大，就會丟失的更多，并且如果數據量大，就需要傳送的波特率大，但是波特率大不僅會使數據產生遺漏，而且會使傳送過來的G 代碼得不到數控系統的及時處理，如果波特率太低，傳送的時間肯定會很長，降低了加工效率。

出現這么多問題是什么原因呢，經過分析,提出一種方法，能夠保證數據正確的情況下提高數據傳輸速度和數控系統代碼處理能力。以 LPC 系列為主的32 位ARM 控制器具有速度快，容量大，性能穩定，在線調試方便等優點，ARM 作為智能控制器應用于工業控制領域具有廣闊的前景。ARM 在工控領域的應用中，與上位機軟件進行數據傳輸和處理是經常需要解決的問題。

二、ARM 串口初始化設置及中斷服務程序

LPC2292 處理器有兩個串口，每個串口有16 字節接收FIFO 和16 字節發送FIFO，寄存器位置符合I6C550 工業標準，接收器FIFO 觸發點可以設置成為1、4、8、14 字節觸發，內置波特率發生器。有四種中斷：數據可用中斷，字符接受超時中斷，THRE 中斷，Rx 線狀態中斷。串口在進行數據接受的時候，設計了一個緩沖隊列用來存儲接收到的數據。

（1）數據緩存隊列數據結構設計

其中QUEUE_DATA_TYPE 代表傳輸的數據類型，每當有數據從串口傳入ARM的時候，通過In 指針使數據入隊列，有數據需要處理的時候，利用Out 指針來出隊列，至于隊列大小，要根據波特率的大小、串口中斷頻率等因素決定。還需要實現兩個函數 uint8 QueueWrite(void *Buf, QUEUE_DATA_TYPE Data)，和uint8QueueReadQUEUE_DATA_TYPE *Ret, void *Buf)，主要是用來往數據隊列里寫數據和從數據隊列里取數據，采用的是先進先出（FIFO）的方式.

（2）串口初始化程序：

U0IER = 0x05; /* 允許接收和發送中斷 */

}

（3）中斷服務程序

中斷處理函數具體實現

1．數據可用中斷處理

For(i=0;i<8;i++) //因為串口初始化是8 字節中斷

{QueueWrite (Buf,UARBR); }

2．數據超時中斷處理：

While(1)

{

If (UALSR&0x00000001= =1)

{QueueWrite (Buf,UARBR);}

Else Break;

}

3．理論上可以屏蔽THRE 中斷，但是同樣也可以處理中斷，處理方法是往FIFO 中填充數據

For(i=0;i<16;i++)

{

QUEUE_DATA_TYPE data;

QueueRead(&data, Buf)

U0THR = data;

}

4.同樣線中斷也可以屏蔽，當然也可以處理，處理的方法只需要讀U0TSR 寄存器Data=U0TSR;

中斷服務程序中處理了超時中斷，因此設置串口中斷觸發字節可以設置的大些，這樣可以保證數據不會丟失，同時減少系統中斷次數，減小系統負荷，提高處理器的處理速度。

圖 1 中斷服務程序流程圖

三、上位機軟件和ARM 串口數據傳送軟件設計

ARM 系統中開辟了一個串口數據接收隊列緩存區，因此就要求上位機串口發送軟件能夠配合ARM 處理能力對數據發送進行流量控制。

圖2 上位機軟件和ARM 數據傳送流程圖

程序中NUM 表示文件的總字符數，在開始傳送代碼數據的時候作為開始發送文件的一個信號傳送給ARM，同時作為文件傳送結束判斷依據。SUM 表示代碼已經傳送的字符數。其初始化值為0。

四、結論：

串口設置為：波特率 115200,８位數據位，１為停止位，無奇偶校驗，無流控制。通過串口調試助手，選擇發送文件，發送ＰＣ機上CAM 軟件CAXA 制造工程師生成的加工文件(大小182K)。通過串口發送給ARM 數控系統處理，系統能夠很好的保證ARM 數控系統正確處理G 代碼的情況下，高速傳送G 代碼數據。

測試表明：數控系統的大量G 代碼可以很好的完成加工，并且已經應用到了數控系統設計當中，實踐檢驗該方法可以提高數控系統的加工效率。