采用ARM+Linux架構的基于CAN總線(xiàn)和MiniGUI的虛擬儀表設計
1 系統軟硬件平臺的選擇
本文選取Intel公司的PXA270為微處理器,選配MiniARM270核心板;64 MB SDRAM為系統運行隨機存儲器;256 MB NAND Flash程序存儲器;MCP2515 CAN控制器負責CAN報文的接收與發(fā)送;8英寸640×480真彩TFT液晶屏顯示GUI圖形界面;Linux為嵌入式操作系統[2]。選用目前較為流行的嵌入式GUI系統MiniGUI進(jìn)行應用程序界面的編寫(xiě)。運用ZLG/BOOT啟動(dòng)Jflashmm、Flash FXP軟件進(jìn)行內核的燒寫(xiě)與移植。軟件編制調試完畢后,進(jìn)行操作系統內核定制,裁減出最小操作系統,并將應用程序與最小系統在仿真環(huán)境下進(jìn)行聯(lián)合調試。虛擬儀表系統結構如圖1所示。
2 MiniGUI的程序開(kāi)發(fā)和移植
將MiniGUI及應用程序移植到目標機上需要經(jīng)歷編寫(xiě)相應的驅動(dòng)程序、交叉編譯MiniGUI及應用程序、安裝MiniGUI到目標系統、在目標系統上運行MiniGUI應用程序等幾個(gè)步驟。
MiniGUI程序是建立在MiniGUI和ANSIC庫之上,所以程序的編寫(xiě)要按照MiniGUI的程序框架來(lái)定,并通過(guò)調用ANSIC庫以及MiniGUI自身提供的API函數來(lái)實(shí)現。MiniGUI程序的入口點(diǎn): int MiniGUIMain(int argc,const cha r * argv [ ]) 。其風(fēng)格類(lèi)似于Win32 ,也是基于窗口、事件驅動(dòng)編程。事件通過(guò)消息機制傳遞,當事件發(fā)生時(shí),MiniGUI將事件轉換為一個(gè)消息,并將消息發(fā)送到MiniGUI應用程序的消息隊列之中。窗口過(guò)程函數是MiniGUI應用程序必不可少的函數,用于接收和處理消息,是一個(gè)回調函數,由MiniGUI調用,在應用程序中不能直接調用,其函數原型如下:static int WindowProc (HWND hWnd, int message, WPARAM wParam,LPARAM lParam)。每個(gè)MiniGUI應用程序的初始界面一般都是MiniGUI主窗口,然后在主窗口的基礎上再建立子窗口或對話(huà)框等。主窗口使用CreateMainWindow函數實(shí)現,在這個(gè)函數里可以設置主窗口的風(fēng)格、大小、句柄、標題以及窗口過(guò)程函數等[6,8-9]。
本文有兩個(gè)顯示界面,分別對應流程圖里面的子程序1和子程序2。應用程序流程圖如圖2所示。
本文采用arm-linux-gcc-3.4.3交叉編譯器對驅動(dòng)程序和應用程序進(jìn)行編譯。安裝交叉編譯器步驟:將交叉編譯器安裝包arm-linux-3.4.3.tar.bz2復制到當前目錄下,進(jìn)行解壓安裝并指定安裝路徑:#tar xjvf arm-linux-3.4.3.tar.bz2 CC /usr/local/arm。為了便于使用,安裝完畢后,通常都將交叉編譯器的路徑添加到系統的搜索路徑中。這樣要編譯文件時(shí)就很簡(jiǎn)單,不用每次都指定路徑,系統會(huì )自動(dòng)搜索。在這里介紹的一種方法是修改/etc/profile文件:打開(kāi)/etc/profile文件,在最后一行添加pathmunge /usr/local/arm/3.4.3/sbin,保存退出,在終端輸入執行:#. Profile(“點(diǎn)+空格+文件名”)??赏ㄟ^(guò)在終端輸入:arm-linux-gccCv 檢驗用戶(hù)編譯器版本。arm-linux-gcc編譯出來(lái)的程序,不能在PC機上運行,必須下載到ARM系統中才能運行。
MiniGUI在Linux系統中有兩種運行模式:fbcon(Frame Buffer Console)和qvfb(Qt Virtual Frame Buffer)。fbcon在控制臺下運行,這種模式下不能開(kāi)Linux的X圖形界面。qvfb則是帶幀緩沖的虛擬控制臺,MiniGUI程序在qvfb中運行就像圖形界面下的終端(Terminal)中運行命令一樣。通過(guò)對gal_engine賦值來(lái)設置運行模式。
3 信號采集電路
CAN總線(xiàn)的智能節點(diǎn)一般由主控制器、CAN總線(xiàn)控制器、CAN總線(xiàn)驅動(dòng)器以及具體的功能單元組成。主控制器用來(lái)通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)CAN總線(xiàn)控制器來(lái)實(shí)現對CAN總線(xiàn)的訪(fǎng)問(wèn)。CAN總線(xiàn)控制器實(shí)現CAN協(xié)議的數據鏈路層和物理層功能,對外具有與主控制器和總線(xiàn)驅動(dòng)器的接口功能。CAN總線(xiàn)驅動(dòng)器提供CAN總線(xiàn)控制器與物理總線(xiàn)之間的接口。
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