基于嵌入式WinCE 6.0脉冲数据发生器软件设计.doc

基于嵌入式WinCE 6.0脉冲数据发生器软件设计 摘 要： 实现了基于嵌入式WinCE 6.0的脉冲/数据发生器软件功能设计。详细介绍了脉冲/数据发生器系统设计方案、人机界面开发、应用程序移植、流驱动研发及GPIO操作，阐述了研发过程中的技术步骤和关键要点。通过实际测试，该插件图标友好、操作便捷、运行平稳，能正确实现脉冲/数据发生器各项系统，且具备一定的容错性。采用面向对象程序设计，便于前期硬件维护和升级。 关键词： ARM； WinCE 6.0； 嵌入式系统； 脉冲/数据发生器 中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）12?0083?03 脉冲/数据发生器作为通用检测信号源，能够形成脉冲、群脉冲和数据三种类型的讯号输出。参数连续可调的脉冲信号和大容量、多样化的数字讯号，满足了高速数字硬件中噪音容限的检测要求还有小型集成电路和射频模块的设计中期对鼓舞信号源的需??。随着嵌入式技术的飞速发展还有广泛应用，利用嵌入式操作系统支持进行智能仪器硬件研发正作为主流。Win CE系统是美国微软公司推出的一种32位嵌入式操作系统，可以实现实时、多任务、多线程操作，同时具有优异的图形用户界面[1]。

本文实现了一种以嵌入式WinCE系统为支撑的脉冲/数据发生器应用插件设计。 1 系统设计方案 时钟系统能够形成功能所需的连续可调、高精度的指针信号；触发系统用以接收外部触发信号，实现与内部电源的同步；模拟通道输出系统实现对低音产生的脉冲和数据信号的幅度、电平、沿的控制与调整；控制小板系统采用FPGA来打造主控制思维功能，实现触发模式、时钟频率、脉冲形成和数据地址造成等相关控制。嵌入式系统还有运行于其上的使用插件在整个模块结构中处于最前端。 通过仪器人机界面接收操作人员的指示并与后级的控制小板进行数据交换，最终由控制小板操控其后硬件系统完成用户命令，在模拟通道输出端得到相应的脉冲讯号和串行数据信号。为了满足仪器硬件实时性的要求，嵌入式操作系统选取WinCE 6.0，微处理器选择三星公司的S3C2440A，其内核为ARM920T，能够满足低售价、低功耗、高性能的需求[2]。 2 人机界面开发 软件内置研发环境选取微软公司提供的Visual Studio 2005。用于定制功能的Platform Builder for CE 6.0被成为软件集成到Visual Studio 2005中，这样定制操作系统和开发应用程序都在同一开发环境下，避免频繁切换开发环境的麻烦[3]。

在完成WinCE操作系统的定制、导出插件研发包SDK之后，便可以进行驱动程序和应用程序的研发[4]。脉冲发生器作为现代电子测量仪器，其硬件研发包括两部份：界面设计还有系统设计。界面是人机之间信息传递的桥梁，是仪器的重要组成部份。界面设计需要完成优雅、友好的人机界面，用户通过操作按钮完成对仪器的控制。人机界面软件程序如图2所示。功能设计则是构建在软件系统的基础之上，围绕软件系统分别实现仪器功能各个功能。 系统启动后，软件开机自动运行，首先进行开机自检，确认仪器各个软件设施是否工作正常。然后主线程启动，进行初始化工作，依次初始化所有工程变量，创建并初始化所有网页为最近一次关机前的状况。接着进入消息循环和构建错误信息报告循环。程序不断检测错误消息队列看是否有错误发生，一旦发现错误消息队列有错误需要响应时，依次调用并处理错误消息报告，转而执行相应的系统。比如用户操作错误时，错误信息显示才会弹出，提示用户正确的操作方法，直至用户操作正确。如果有按键消息到达，则通过主线程交给相应的各个页面去响应控件消息，达到与仪器操作人员进行资料交互的动机。整个人机界面设计基于CFormView类。键盘信息处理等系统被设计成动态链接库的方式，既节约了功能资源，同时也易于程序之后的维护和升级。

3 数据传输的实现 数据传输的系统为实现脉冲/信号发生器上层使用插件和上层软件功能之间的数据通信。嵌入式WinCE6.0操作系统通过对控制小板系统进行操作，最终实现对各个软件的控制。ARM的GPIO口操作可以实现此系统需求。S3C2440A提供了130个通用IO口。GPIO操作主要由网关配置寄存器GPXCON、端口数据寄存器GPXDAT、设置接口上拉电流寄存器GPXUP（其中X表示对应的GPA到GPJ端口）等寄存器来实现[5]。 在WinCE 6.0功能下，将GPIO的实地址（例如S3C2440A的GPIO的基地址为0X56000000）映射到虚拟地址空间（对应为0XB1600000）wince6.0软件，通过对这段虚拟地址空间的操作，就希望完成对GPIO或者其余片内资源的控制、输入输出工作。在编程中需要使用到两个关键字段VirtualAlloc和VirtualCopy。首先通过VirtualAlloc来获得一段虚拟地址空间的分配，然后VirtualCopy将一个虚拟地址绑定到一个物理地址上，从而实现对化学设备的访问[6]。为了提高功能的安全性和稳定性，WinCE 6.0增强了对虚拟地址访问的限制，驱动被放在内核空间下，使得WinCE6.0在应用程序中不能再直接对化学地址进行操作[7?8]。

虽然在底层应用程序中无法读取VirtualAlloc和VirtualCopy，但是可以在内核态下编写驱动程序，通过VirtualAlloc和VirtualCopy进行内存映射，故在WinCE6.0系统下，访问物理地址可以实行的一种方法是：在内核模式中编写流驱动程序，将驱动程序编译到内核后再下载到NandFlash中。相关源码如下： S3C2440A整合了多种接口和网关。基于通用片选nGCSn的SRAM接口具备配置简单、逻辑控制讯号少、寻址以及数据读写的速率高的特性，因此选择nGCS2作为片选信号，同时搭配写使能信号nWE以及读使能信号nOE完成对脉冲/数据发生器单数据通道的操作。 4 程序移植及功能检测 5 结 语 本文结合WinCE 6.0嵌入式系统，制定脉冲/数据发生器软件实现方案，实现了脉冲/数据发生器界面设计、嵌入式应用程序移植、上层软件与上层软件的数据通信等工作。经过实际检测及运行，开发的脉冲发生器软件平台运行平稳，界面简约美观且便于操作，上层使用插件系统完备wince6.0软件，系统的实时响应能力超过仪器的设计要求。 参考文献 [1] 姜波.Windows CE.net程序设计[M].北京：机械工业出版社，2007. [2] 黄炎.Windows Embedded CE6.0实时性研究和分析[J].电子质量，2010（11）：12?13. [3] 王水源.基于ARM嵌入式WinCE 6.0应用程序开发环境构建[J].电子全球，2012（10）：15?16. [4] 汪兵，李存斌，陈鹏.EVC高级编程及其应用开发[M].北京：中国水利水电出版社，2005. [5] 常丽，刘英超，许会，等.嵌入式WinCE 6.0步进电机系统设计[J].沈阳工业大学学报，2013（1）：104?108. [6] 张德迪.浅谈嵌入式开发环境WinCE.net的内存管理[J].数字技术与使用，2009（11）：22?23. [7] 李新雨.WinCE 6.0与WinCE 5.0内存管理对比研究[J].电子技术，2011，38（5）：7?8. [8] 罗家兵，腾少华.WinCE.NET下流接口驱动研究与实现[J].微计算机资料，2007，23（9）：230?292. [9] 何宗健.WindowsCE嵌入式系统[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006. [10] 林嘉.基于ARM嵌入式平台WinCE操作系统移植[J].电脑常识与技术，2012（9）：1902?1905.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/bofangqi/article-119769-1.html