基于嵌入式的電腦橫機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設計

摘 要：本文中的電腦橫機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以ARM9處理器為核心，通過USB接口取得花型準備系統(tǒng)生成的花型文件，采用合理的算法將花型文件處理成下位機能識別的控制數(shù)據(jù)，通過CAN總線發(fā)送給下位機。本文主要介紹該系統(tǒng)硬件模塊設計、數(shù)據(jù)處理的算法設計以及基于EVC的人機界面設計，軟硬件經過反復調試，能夠準確、及時地接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

關鍵詞：電腦橫機 ARM9 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) CAN通訊

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0020-01

電腦橫機機構復雜，實時性要求高，為了控制系統(tǒng)能高效、穩(wěn)定地控制各執(zhí)行機構，有必要在花型準備系統(tǒng)和控制器之間增加數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

1 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件架構介紹

此系統(tǒng)主要任務是實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、CAN通訊和人機交互等功能，各功能都需要硬件模塊和軟件算法相互配合才能實現(xiàn)。數(shù)據(jù)讀取功能是通過USB接口將花型文件從U盤等存儲設備中讀取文件來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)處理功能是依靠ARM9強大的運算能力實現(xiàn)的，ARM9是本系統(tǒng)的主芯片。人機交互功能的實現(xiàn)，需要一塊液晶屏來顯示數(shù)據(jù)，還需要觸摸屏來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入。

2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)

2.1 軟件的開發(fā)工具和總體框架

由于此系統(tǒng)采用的是WinCE5.0版本操作系統(tǒng)，因此應當用EVC++作為應用程序的開發(fā)工具。軟件的實現(xiàn)，可分為四個部分：（1）讀取和保存二進制文件模塊；（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的算法設計；（3）CAN總線收發(fā)數(shù)據(jù)模塊；（4）人機交互界面模塊。系統(tǒng)程序流程圖如圖1所示。

2.2 讀取和保存文件模塊

讀取文件是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)程序中的第一步，其設計思路如下：（1）打開一個選擇文件對話框，選取要讀入的文件，用CFileDia

log類實現(xiàn)；（2）獲取要讀入文件的句柄，并設置讀入的方式，用CreateFile（ ）函數(shù)實現(xiàn)；（3）讀取文件的內容，并把內容存入自定義的數(shù)組中。以上三個步驟完成了讀取文件的任務。保存文件的思路與讀取文件類似，不再贅述。

2.3 數(shù)據(jù)的處理

從U盤讀取的文件中，包含了行控制文件、花型文件、循環(huán)文件和速度文件，不同文件的數(shù)據(jù)結構和處理方法不盡相同。在數(shù)據(jù)處理過程中，會產生三種結構不同的數(shù)據(jù)：（1）花型準備系統(tǒng)生成的文件中的數(shù)據(jù)和用戶修改后最終保存在文件的數(shù)據(jù)，這兩組數(shù)據(jù)本質上是一樣的，具體內容稍有不同，屬于同一種數(shù)據(jù)結構；（2）經過算法處理后，顯示在人機界面上供操作者查看和修改的數(shù)據(jù)；（3）操作者確認之后，經過處理后可以通過CAN總線發(fā)送到下位機的數(shù)據(jù)結構。

2.4 CAN收發(fā)數(shù)據(jù)的實現(xiàn)

本系統(tǒng)中所用的CAN控制器驅動程序為流接口驅動程序，在構建操作系統(tǒng)映像時已編譯到內核中。由于是流接口驅動，所以使用CreatFile（）函數(shù)以文件的方式打開本驅動，以獲取本驅動文件的句柄。

驅動打開成功之后，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，需要在程序中編寫一個接收線程。該線程是一個無限循環(huán)，它不斷地查詢CAN接收線程退出標志m_bKillThread，如果退出標志有效，則該循環(huán)結束，退出循環(huán)。當讀CAN函數(shù)查詢到收到數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)長度正確，則將接收到得數(shù)據(jù)進行處理。接收到的數(shù)據(jù)可以分成兩大塊：一是發(fā)送花型文件數(shù)據(jù)的請求信號；二是監(jiān)控界面需要的反應機器運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)發(fā)送功能是調用WriteFile（）函數(shù)來實現(xiàn)的[1]。發(fā)送數(shù)據(jù)的程序分成兩塊：一是發(fā)送用戶通過操作界面設定的工作參數(shù)的程序；二是發(fā)送花型文件經過處理后的數(shù)據(jù)的程序。

2.5 人機界面的設計

EVC++軟件中提供基于對話框的界面開發(fā)方式，里面包含了常用的控件，極大地方便了程序開發(fā)者。本設計的人機界面中主要包括以下頁面：（1）主菜單；（2）文件讀取和CAN口打開、關閉頁面；（3）數(shù)據(jù)查看、修改和保存頁面；（4）橫機運行狀態(tài)監(jiān)控頁面；（5）橫機工作參數(shù)設置頁面。

3 調試和總結

程序編寫完成后，PC機與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過USB建立ActiveSync連接，將EVC編譯生成的可執(zhí)行文件傳輸?shù)揭訟RM9為核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。利用USBCAN2工具，能實現(xiàn)系統(tǒng)和PC機的CAN數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)運行后，PC機通過ZLGCANTest軟件接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，經測試系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)正常，并且數(shù)據(jù)正確，達到預期的效果。

參考文獻

[1]曾宗云，李永波，胡旭東.基于CAN總線的電腦橫機控制系統(tǒng)的研究[J].浙江理工大學學報，2007（6）：613-616.