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        基于Windows CE的電機(jī)運行監(jiān)控器

        2014-11-07 21:14:06陳蓉林凡強(qiáng)朱勇唐道波
        科技資訊 2014年10期

        陳蓉++林凡強(qiáng)++朱勇++唐道波

        摘 要:本文介紹了基于windows CE的電機(jī)運行監(jiān)控器的設(shè)計,而嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一,被譽為自動化領(lǐng)域的革命。它為工業(yè)控制設(shè)備的實時、智能化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。本設(shè)計是基于windows CE操作系統(tǒng)的ARM在工業(yè)控制設(shè)備方面的應(yīng)用,硬件以ARM9微處理器S3C2410為核心,軟件基于windows CE操作系統(tǒng)并使用了ActiveX技術(shù)。

        關(guān)鍵詞:Windows CE S3C2410 ActiveX

        中圖分類號:TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(a)-0020-02

        隨著PC時代信息技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)功能日趨復(fù)雜,應(yīng)用日益廣泛?,F(xiàn)代嵌入式設(shè)備在實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、信號傳輸、過程控制等功能的同時,往往還要支持網(wǎng)絡(luò)通信、多媒體處理等新興應(yīng)用。Windows CE能從閃存啟動,從而避免了暴露在灰塵、高溫和震動壞境下,使它可以適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。工業(yè)化PC平臺經(jīng)常會出現(xiàn)故障和數(shù)據(jù)丟失,嵌入式系統(tǒng)以安全可靠,操作維護(hù)方便,實時性強(qiáng),正逐步滲透到工業(yè)控制領(lǐng)域。

        1 Windows CE工控應(yīng)用介紹

        Windows CE操作系統(tǒng)是一個適合下一代互聯(lián)工業(yè)自動化設(shè)備的理想小體積嵌入平臺。Windows CE還具有很強(qiáng)的實時性能,支持確定性的響應(yīng)時間控制。基于Windows CE的嵌入式控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、可伸縮的解決方案,將專用硬件的耐用性與PC的靈活性結(jié)合在一起。由于Windows的傳統(tǒng)優(yōu)勢,多數(shù)人都熟悉Windows系統(tǒng),使操作人員更容易進(jìn)入和使用Windows CE控制性產(chǎn)品,因此,Windows CE在工業(yè)控制領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

        2 設(shè)計方案

        電機(jī)運行監(jiān)控軟件開發(fā),直接使用使用MagicARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺上的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及其提供的驅(qū)動(PWM驅(qū)動和GPIO驅(qū)動),系統(tǒng)設(shè)計完成后,程序通過簡單移植,設(shè)計還可以實用化,可以方便的應(yīng)用到工業(yè)自動化設(shè)備上。本電機(jī)運行監(jiān)控軟件是通過使用S3C2410A芯片的PWM定時器根據(jù)正弦函數(shù)sinx的值不斷改變PWM的占空比,將PWM輸出信號通過一個電阻連接到一個電容上,從而實現(xiàn)一個簡單的DAC控制電路,將輸出連接到直流電機(jī)從而實現(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動。步進(jìn)電機(jī)采用達(dá)林頓管驅(qū)動芯片ULN2003來驅(qū)動四相步進(jìn)電機(jī)。軟件上通過啟動電機(jī)和停止電機(jī)按鈕來加速和減速。軟件使用溫度計控件指示當(dāng)前電機(jī)表面的溫度,當(dāng)溫度超過75℃立即控制電機(jī)停止運轉(zhuǎn)。

        3 硬件組成

        硬件電路不需要設(shè)計直接使用Magic ARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺實現(xiàn)。MagicARM2410采用的是ARM9內(nèi)核微處理器S3C2410A,擴(kuò)展有64MB SDRAM、64MB NAND Flash、2MB NOR Flash等存儲器,可運行Windows CE 5.0操作系統(tǒng)。本設(shè)計需要使用到MagicARM2410上的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、ADC電路、液晶屏等,硬件。

        4 軟件設(shè)計

        5 系統(tǒng)調(diào)試

        設(shè)計虛擬儀器面板,根據(jù)實物,在虛擬面板上放置設(shè)計好的控件,在對象監(jiān)視器中對各個控件的參數(shù)進(jìn)行修改,使其與實際相符,再對各個控件進(jìn)行編程,使其實現(xiàn)實際控件所具備的功能及各個控件之間的邏輯控制關(guān)系,在這其中最重要的就是要做到盡量使代碼優(yōu)化,有以下幾點:

        (1)避免使用C++昂貴特性。

        (2)減少函數(shù)調(diào)用參數(shù)。

        (3)不定義不使用的返回值。

        (4)用指針代替數(shù)組。

        (5)Inline函數(shù),這樣做在兩個方面快于函數(shù)調(diào)用:第一,省去調(diào)用指令需要的執(zhí)行時間;第二,省去了傳遞變元和傳遞過程需要的時間,但是程序長度會變大,需要更多的ROM。

        6 結(jié)語

        本設(shè)計基于Windows CE操作系統(tǒng)的電機(jī)運行監(jiān)控器軟件,整個系統(tǒng)安全可靠,穩(wěn)定性高,并且為以后移植到實際工控設(shè)備做了考慮。但本作品由于硬件的限制,電機(jī)溫度保護(hù)使用輪詢方式,一般反應(yīng)時間為10 ms或更長,同時為了10 ms輪詢,占用了很多CPU資源,如果要將本作品投入實際應(yīng)用中,必須改進(jìn)電機(jī)溫度保護(hù)方式,使用硬件保護(hù)實現(xiàn)保護(hù)功能。由于步進(jìn)電機(jī)是由GPIO來模擬步進(jìn)電機(jī)時序,時序不是很精確,建議使用單片機(jī)的PWM控制器來控制步進(jìn)電機(jī)時序。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速測量已經(jīng)在程序中通過計數(shù)器實現(xiàn),但直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量無法通過軟件測量,目前使用的是估測值,必須使用轉(zhuǎn)速傳感器來實現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 周立功.ARM&WINCE實驗與實踐一基于S3C2410[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2007.

        [2] 何宗鍵.Windows CE嵌入式系統(tǒng)[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2007.

        [3] 阮德生.自動測試技術(shù)與計算機(jī)儀器系統(tǒng)設(shè)計[M].西安電子科技大學(xué)出版社,1997.

        [4] EVC高級編程及其應(yīng)用開發(fā)[M].中國水利水電出版社,2006.endprint

        摘 要:本文介紹了基于windows CE的電機(jī)運行監(jiān)控器的設(shè)計,而嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一,被譽為自動化領(lǐng)域的革命。它為工業(yè)控制設(shè)備的實時、智能化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。本設(shè)計是基于windows CE操作系統(tǒng)的ARM在工業(yè)控制設(shè)備方面的應(yīng)用,硬件以ARM9微處理器S3C2410為核心,軟件基于windows CE操作系統(tǒng)并使用了ActiveX技術(shù)。

        關(guān)鍵詞:Windows CE S3C2410 ActiveX

        中圖分類號:TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(a)-0020-02

        隨著PC時代信息技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)功能日趨復(fù)雜,應(yīng)用日益廣泛?,F(xiàn)代嵌入式設(shè)備在實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、信號傳輸、過程控制等功能的同時,往往還要支持網(wǎng)絡(luò)通信、多媒體處理等新興應(yīng)用。Windows CE能從閃存啟動,從而避免了暴露在灰塵、高溫和震動壞境下,使它可以適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。工業(yè)化PC平臺經(jīng)常會出現(xiàn)故障和數(shù)據(jù)丟失,嵌入式系統(tǒng)以安全可靠,操作維護(hù)方便,實時性強(qiáng),正逐步滲透到工業(yè)控制領(lǐng)域。

        1 Windows CE工控應(yīng)用介紹

        Windows CE操作系統(tǒng)是一個適合下一代互聯(lián)工業(yè)自動化設(shè)備的理想小體積嵌入平臺。Windows CE還具有很強(qiáng)的實時性能,支持確定性的響應(yīng)時間控制。基于Windows CE的嵌入式控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、可伸縮的解決方案,將專用硬件的耐用性與PC的靈活性結(jié)合在一起。由于Windows的傳統(tǒng)優(yōu)勢,多數(shù)人都熟悉Windows系統(tǒng),使操作人員更容易進(jìn)入和使用Windows CE控制性產(chǎn)品,因此,Windows CE在工業(yè)控制領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

        2 設(shè)計方案

        電機(jī)運行監(jiān)控軟件開發(fā),直接使用使用MagicARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺上的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及其提供的驅(qū)動(PWM驅(qū)動和GPIO驅(qū)動),系統(tǒng)設(shè)計完成后,程序通過簡單移植,設(shè)計還可以實用化,可以方便的應(yīng)用到工業(yè)自動化設(shè)備上。本電機(jī)運行監(jiān)控軟件是通過使用S3C2410A芯片的PWM定時器根據(jù)正弦函數(shù)sinx的值不斷改變PWM的占空比,將PWM輸出信號通過一個電阻連接到一個電容上,從而實現(xiàn)一個簡單的DAC控制電路,將輸出連接到直流電機(jī)從而實現(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動。步進(jìn)電機(jī)采用達(dá)林頓管驅(qū)動芯片ULN2003來驅(qū)動四相步進(jìn)電機(jī)。軟件上通過啟動電機(jī)和停止電機(jī)按鈕來加速和減速。軟件使用溫度計控件指示當(dāng)前電機(jī)表面的溫度,當(dāng)溫度超過75℃立即控制電機(jī)停止運轉(zhuǎn)。

        3 硬件組成

        硬件電路不需要設(shè)計直接使用Magic ARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺實現(xiàn)。MagicARM2410采用的是ARM9內(nèi)核微處理器S3C2410A,擴(kuò)展有64MB SDRAM、64MB NAND Flash、2MB NOR Flash等存儲器,可運行Windows CE 5.0操作系統(tǒng)。本設(shè)計需要使用到MagicARM2410上的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、ADC電路、液晶屏等,硬件。

        4 軟件設(shè)計

        5 系統(tǒng)調(diào)試

        設(shè)計虛擬儀器面板,根據(jù)實物,在虛擬面板上放置設(shè)計好的控件,在對象監(jiān)視器中對各個控件的參數(shù)進(jìn)行修改,使其與實際相符,再對各個控件進(jìn)行編程,使其實現(xiàn)實際控件所具備的功能及各個控件之間的邏輯控制關(guān)系,在這其中最重要的就是要做到盡量使代碼優(yōu)化,有以下幾點:

        (1)避免使用C++昂貴特性。

        (2)減少函數(shù)調(diào)用參數(shù)。

        (3)不定義不使用的返回值。

        (4)用指針代替數(shù)組。

        (5)Inline函數(shù),這樣做在兩個方面快于函數(shù)調(diào)用:第一,省去調(diào)用指令需要的執(zhí)行時間;第二,省去了傳遞變元和傳遞過程需要的時間,但是程序長度會變大,需要更多的ROM。

        6 結(jié)語

        本設(shè)計基于Windows CE操作系統(tǒng)的電機(jī)運行監(jiān)控器軟件,整個系統(tǒng)安全可靠,穩(wěn)定性高,并且為以后移植到實際工控設(shè)備做了考慮。但本作品由于硬件的限制,電機(jī)溫度保護(hù)使用輪詢方式,一般反應(yīng)時間為10 ms或更長,同時為了10 ms輪詢,占用了很多CPU資源,如果要將本作品投入實際應(yīng)用中,必須改進(jìn)電機(jī)溫度保護(hù)方式,使用硬件保護(hù)實現(xiàn)保護(hù)功能。由于步進(jìn)電機(jī)是由GPIO來模擬步進(jìn)電機(jī)時序,時序不是很精確,建議使用單片機(jī)的PWM控制器來控制步進(jìn)電機(jī)時序。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速測量已經(jīng)在程序中通過計數(shù)器實現(xiàn),但直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量無法通過軟件測量,目前使用的是估測值,必須使用轉(zhuǎn)速傳感器來實現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 周立功.ARM&WINCE實驗與實踐一基于S3C2410[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2007.

        [2] 何宗鍵.Windows CE嵌入式系統(tǒng)[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2007.

        [3] 阮德生.自動測試技術(shù)與計算機(jī)儀器系統(tǒng)設(shè)計[M].西安電子科技大學(xué)出版社,1997.

        [4] EVC高級編程及其應(yīng)用開發(fā)[M].中國水利水電出版社,2006.endprint

        摘 要:本文介紹了基于windows CE的電機(jī)運行監(jiān)控器的設(shè)計,而嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一,被譽為自動化領(lǐng)域的革命。它為工業(yè)控制設(shè)備的實時、智能化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。本設(shè)計是基于windows CE操作系統(tǒng)的ARM在工業(yè)控制設(shè)備方面的應(yīng)用,硬件以ARM9微處理器S3C2410為核心,軟件基于windows CE操作系統(tǒng)并使用了ActiveX技術(shù)。

        關(guān)鍵詞:Windows CE S3C2410 ActiveX

        中圖分類號:TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(a)-0020-02

        隨著PC時代信息技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)功能日趨復(fù)雜,應(yīng)用日益廣泛?,F(xiàn)代嵌入式設(shè)備在實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、信號傳輸、過程控制等功能的同時,往往還要支持網(wǎng)絡(luò)通信、多媒體處理等新興應(yīng)用。Windows CE能從閃存啟動,從而避免了暴露在灰塵、高溫和震動壞境下,使它可以適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。工業(yè)化PC平臺經(jīng)常會出現(xiàn)故障和數(shù)據(jù)丟失,嵌入式系統(tǒng)以安全可靠,操作維護(hù)方便,實時性強(qiáng),正逐步滲透到工業(yè)控制領(lǐng)域。

        1 Windows CE工控應(yīng)用介紹

        Windows CE操作系統(tǒng)是一個適合下一代互聯(lián)工業(yè)自動化設(shè)備的理想小體積嵌入平臺。Windows CE還具有很強(qiáng)的實時性能,支持確定性的響應(yīng)時間控制。基于Windows CE的嵌入式控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、可伸縮的解決方案,將專用硬件的耐用性與PC的靈活性結(jié)合在一起。由于Windows的傳統(tǒng)優(yōu)勢,多數(shù)人都熟悉Windows系統(tǒng),使操作人員更容易進(jìn)入和使用Windows CE控制性產(chǎn)品,因此,Windows CE在工業(yè)控制領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

        2 設(shè)計方案

        電機(jī)運行監(jiān)控軟件開發(fā),直接使用使用MagicARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺上的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及其提供的驅(qū)動(PWM驅(qū)動和GPIO驅(qū)動),系統(tǒng)設(shè)計完成后,程序通過簡單移植,設(shè)計還可以實用化,可以方便的應(yīng)用到工業(yè)自動化設(shè)備上。本電機(jī)運行監(jiān)控軟件是通過使用S3C2410A芯片的PWM定時器根據(jù)正弦函數(shù)sinx的值不斷改變PWM的占空比,將PWM輸出信號通過一個電阻連接到一個電容上,從而實現(xiàn)一個簡單的DAC控制電路,將輸出連接到直流電機(jī)從而實現(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動。步進(jìn)電機(jī)采用達(dá)林頓管驅(qū)動芯片ULN2003來驅(qū)動四相步進(jìn)電機(jī)。軟件上通過啟動電機(jī)和停止電機(jī)按鈕來加速和減速。軟件使用溫度計控件指示當(dāng)前電機(jī)表面的溫度,當(dāng)溫度超過75℃立即控制電機(jī)停止運轉(zhuǎn)。

        3 硬件組成

        硬件電路不需要設(shè)計直接使用Magic ARM2410教學(xué)實驗開發(fā)平臺實現(xiàn)。MagicARM2410采用的是ARM9內(nèi)核微處理器S3C2410A,擴(kuò)展有64MB SDRAM、64MB NAND Flash、2MB NOR Flash等存儲器,可運行Windows CE 5.0操作系統(tǒng)。本設(shè)計需要使用到MagicARM2410上的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、ADC電路、液晶屏等,硬件。

        4 軟件設(shè)計

        5 系統(tǒng)調(diào)試

        設(shè)計虛擬儀器面板,根據(jù)實物,在虛擬面板上放置設(shè)計好的控件,在對象監(jiān)視器中對各個控件的參數(shù)進(jìn)行修改,使其與實際相符,再對各個控件進(jìn)行編程,使其實現(xiàn)實際控件所具備的功能及各個控件之間的邏輯控制關(guān)系,在這其中最重要的就是要做到盡量使代碼優(yōu)化,有以下幾點:

        (1)避免使用C++昂貴特性。

        (2)減少函數(shù)調(diào)用參數(shù)。

        (3)不定義不使用的返回值。

        (4)用指針代替數(shù)組。

        (5)Inline函數(shù),這樣做在兩個方面快于函數(shù)調(diào)用:第一,省去調(diào)用指令需要的執(zhí)行時間;第二,省去了傳遞變元和傳遞過程需要的時間,但是程序長度會變大,需要更多的ROM。

        6 結(jié)語

        本設(shè)計基于Windows CE操作系統(tǒng)的電機(jī)運行監(jiān)控器軟件,整個系統(tǒng)安全可靠,穩(wěn)定性高,并且為以后移植到實際工控設(shè)備做了考慮。但本作品由于硬件的限制,電機(jī)溫度保護(hù)使用輪詢方式,一般反應(yīng)時間為10 ms或更長,同時為了10 ms輪詢,占用了很多CPU資源,如果要將本作品投入實際應(yīng)用中,必須改進(jìn)電機(jī)溫度保護(hù)方式,使用硬件保護(hù)實現(xiàn)保護(hù)功能。由于步進(jìn)電機(jī)是由GPIO來模擬步進(jìn)電機(jī)時序,時序不是很精確,建議使用單片機(jī)的PWM控制器來控制步進(jìn)電機(jī)時序。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速測量已經(jīng)在程序中通過計數(shù)器實現(xiàn),但直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量無法通過軟件測量,目前使用的是估測值,必須使用轉(zhuǎn)速傳感器來實現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 周立功.ARM&WINCE實驗與實踐一基于S3C2410[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2007.

        [2] 何宗鍵.Windows CE嵌入式系統(tǒng)[M].北京航天航空大學(xué)出版社,2007.

        [3] 阮德生.自動測試技術(shù)與計算機(jī)儀器系統(tǒng)設(shè)計[M].西安電子科技大學(xué)出版社,1997.

        [4] EVC高級編程及其應(yīng)用開發(fā)[M].中國水利水電出版社,2006.endprint

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