基于Windows CE的電機運行監(jiān)控器

陳蓉++林凡強++朱勇++唐道波

摘 要：本文介紹了基于windows CE的電機運行監(jiān)控器的設(shè)計，而嵌入式系統(tǒng)是當今自動化領(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 文獻標識碼：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)功能日趨復雜，應(yīng)用日益廣泛。現(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，操作維護方便，實時性強，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

電機運行監(jiān)控軟件開發(fā)，直接使用使用MagicARM2410教學實驗開發(fā)平臺上的直流電機、步進電機及其提供的驅(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從而實現(xiàn)直流電機的驅(qū)動。步進電機采用達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003來驅(qū)動四相步進電機。軟件上通過啟動電機和停止電機按鈕來加速和減速。軟件使用溫度計控件指示當前電機表面的溫度，當溫度超過75℃立即控制電機停止運轉(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、步進電機、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)進行修改，使其與實際相符，再對各個控件進行編程，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，電機溫度保護使用輪詢方式，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，必須改進電機溫度保護方式，使用硬件保護實現(xiàn)保護功能。由于步進電機是由GPIO來模擬步進電機時序，時序不是很精確，建議使用單片機的PWM控制器來控制步進電機時序。步進電機的轉(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)直流電機轉(zhuǎn)速測量。

參考文獻

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

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

[3] 阮德生.自動測試技術(shù)與計算機儀器系統(tǒng)設(shè)計[M].西安電子科技大學出版社，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的電機運行監(jiān)控器的設(shè)計，而嵌入式系統(tǒng)是當今自動化領(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 文獻標識碼：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)功能日趨復雜，應(yīng)用日益廣泛。現(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，操作維護方便，實時性強，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

電機運行監(jiān)控軟件開發(fā)，直接使用使用MagicARM2410教學實驗開發(fā)平臺上的直流電機、步進電機及其提供的驅(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從而實現(xiàn)直流電機的驅(qū)動。步進電機采用達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003來驅(qū)動四相步進電機。軟件上通過啟動電機和停止電機按鈕來加速和減速。軟件使用溫度計控件指示當前電機表面的溫度，當溫度超過75℃立即控制電機停止運轉(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、步進電機、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)進行修改，使其與實際相符，再對各個控件進行編程，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，電機溫度保護使用輪詢方式，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，必須改進電機溫度保護方式，使用硬件保護實現(xiàn)保護功能。由于步進電機是由GPIO來模擬步進電機時序，時序不是很精確，建議使用單片機的PWM控制器來控制步進電機時序。步進電機的轉(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)直流電機轉(zhuǎn)速測量。

參考文獻

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

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

[3] 阮德生.自動測試技術(shù)與計算機儀器系統(tǒng)設(shè)計[M].西安電子科技大學出版社，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的電機運行監(jiān)控器的設(shè)計，而嵌入式系統(tǒng)是當今自動化領(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 文獻標識碼：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)功能日趨復雜，應(yīng)用日益廣泛。現(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，操作維護方便，實時性強，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

電機運行監(jiān)控軟件開發(fā)，直接使用使用MagicARM2410教學實驗開發(fā)平臺上的直流電機、步進電機及其提供的驅(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從而實現(xiàn)直流電機的驅(qū)動。步進電機采用達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003來驅(qū)動四相步進電機。軟件上通過啟動電機和停止電機按鈕來加速和減速。軟件使用溫度計控件指示當前電機表面的溫度，當溫度超過75℃立即控制電機停止運轉(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、步進電機、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)進行修改，使其與實際相符，再對各個控件進行編程，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，電機溫度保護使用輪詢方式，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，必須改進電機溫度保護方式，使用硬件保護實現(xiàn)保護功能。由于步進電機是由GPIO來模擬步進電機時序，時序不是很精確，建議使用單片機的PWM控制器來控制步進電機時序。步進電機的轉(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)直流電機轉(zhuǎn)速測量。

參考文獻

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

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

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