基于嵌入式Win CE系統的電能質(zhì)量監測儀

該系統采用DSP+ARM9的雙CPU形式，其中，DSP采用TI公司的TMS320F2812；ARM9采用Samsung的S3C2410。該系統中ARM部分用購買(mǎi)的開(kāi)發(fā)
板進(jìn)行開(kāi)發(fā)測試。
TMS320F2812提供了足夠的處理能力，使一些復雜實(shí)時(shí)控制算法的應用成為可能，它主要完成對三相交流電壓、電流的數據采集，電壓和電流經(jīng)過(guò)信號調理電路，經(jīng)互感器隔離降壓，經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，使電壓和電流進(jìn)入TMS320F2812處理器，之后通過(guò)TMS320F2812對這些數據進(jìn)行計算處理，再通過(guò)CAN總線(xiàn)通信將處理好的數據傳送給ARM模塊。
S3C24lO是Samsung公司推出的16／32位RISC處理器，具有低成本、低功耗、小體積、高性能的特點(diǎn)，集成了豐富的片上資源。系統中，其主要作用是利用CAN總線(xiàn)通信來(lái)接收從DSP傳過(guò)來(lái)的數據，并對其進(jìn)行LCD顯示，以實(shí)現實(shí)時(shí)監測，同時(shí)，還可通過(guò)USB接口將數據存儲到U盤(pán)上。其中，TMS320F2812的CAN收發(fā)器型號為PCA82C250。TMS320F2812片上集成了CAN通信接口，可直接與PCA82C250上的TXD和RXD相連，并將信號轉換成CANH，CAHL后，在CAN總線(xiàn)上傳輸。由于A(yíng)RM開(kāi)發(fā)板并沒(méi)有提供CAN接口，所以此部分要進(jìn)行外擴。S3C2410與CAN總線(xiàn)的接口采用SPI轉CAN的方式，控制器采用Microchip公司的MCP2515。S3C24lO的SPI接口可直接與MCP2515控制器的SPI接口相連，控制器輸出端的信號經(jīng)PCA82C250轉化為CANH，CANL后，在CAN總線(xiàn)上傳輸。

3 嵌入式操作系統Win CE的定制、移植及驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)
3．1 CAN驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)
Platform Builder本身自帶了很多驅動(dòng)程序，如串口驅動(dòng)、USB口驅動(dòng)等，但由于系統中的CAN總線(xiàn)通信部分是外擴的，開(kāi)發(fā)商提供的BSP開(kāi)發(fā)包不包含這部分驅動(dòng)，要自行編寫(xiě)驅動(dòng)程序和注冊表部分的文件，定制出CEC文件，并將生成的驅動(dòng)與BSP進(jìn)行綁定。CAN驅動(dòng)開(kāi)發(fā)流程為：
編寫(xiě)CAN驅動(dòng)時(shí)，首先要確保S3C24lO的SPI接口可以正常工作，再利用SPI接口對MCP2515寄存器進(jìn)行相應的設置。
CAN總線(xiàn)驅動(dòng)的設計步驟為：
(1)初始化S3C2410的SPI口。設置波特率、主從模式、通信方式等；
(2)初始化MCP2515。設置相應的發(fā)送、接收緩沖器；
(3)編寫(xiě)CAN控制器的收發(fā)程序；
(4)編寫(xiě)CAN流接口的函數形式；
(5)導出流接口，修改注冊表和CEC文件。
3．2操作系統的移植
對Windows CE操作系統進(jìn)行移植，先進(jìn)行WinCE Bootloader的開(kāi)發(fā)，然后進(jìn)行操作系統的特性配置和移植，再進(jìn)行硬件平臺上驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，最后對應用程序進(jìn)行移植和開(kāi)發(fā)。
(1)Bootloader的開(kāi)發(fā)。Bootloader的結構可以分為BL Common、OEM代碼、Eboot、存儲管理、EDBG驅動(dòng)程序五個(gè)部分。這五部分中，除了OEM代碼需要自己編寫(xiě)外，其他幾個(gè)部分的代碼都是由Windows CE本身提供的。
(2)內核的配置和移植。Win CE內核的配置和移植是在Platform Builder的幫助下，根據系統的具體應用目標來(lái)進(jìn)行各種功能裁減，然后由Sysgen即可編譯生成所需的操作系統鏡像NK．bin。當PlatformBuilder成功編譯生成WinCE內核后，通過(guò)PlatformBuilder自帶的TFPT網(wǎng)絡(luò )傳輸工具或其他TFPT網(wǎng)絡(luò )傳輸工具將內核下載至硬件平臺中。
(3)驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。Windows CE提供了特定的驅動(dòng)程序框架，以驅動(dòng)內部或者外圍的硬件設備。驅動(dòng)程序位于操作系統與硬件的中間，是BSP包的一部分，將操作系統與設備鏈接起來(lái)，操作系統就能識別設備，并為應用程序提供相應的服務(wù)。在此主要介紹了CAN驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。
(4)應用程序的開(kāi)發(fā)和移植。完成以上內容后，就可以針對硬件平臺和具體系統要求進(jìn)行應用程序的開(kāi)發(fā)。

4 結語(yǔ)
設計了一種基于ARM9和Windows CE的數據采集系統，采用TMS320F2812處理器對數據進(jìn)行采集，充分發(fā)揮了這款DSP芯片的數據處理能力；S3C24lO和Windows CE嵌入式系統的應用，使得系統能夠實(shí)現數據的實(shí)時(shí)顯示和監測。文中實(shí)現了對硬件平臺的設計和對Windows CE操作系統的定制、移植及其驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。該系統具有實(shí)時(shí)性好，性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)，有很高的實(shí)用價(jià)值。