基于嵌入式WinCE與MSP430單片機多串口通信設計

摘要：在遠程監控和工業(yè)自動(dòng)化系統中，串口通信因其具有連接簡(jiǎn)單、使用方便、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，得到越來(lái)越廣泛的應用。討論了采用WinCE嵌入式與MSP430單片機構建串口多機通信系統的問(wèn)題，在分析了WinCE操作系統與MSP430單片機串口模塊特性的基礎上，給出了進(jìn)行串口通信的總體框圖，針對實(shí)際串口通信存在的問(wèn)題制定串行通信協(xié)議，然后在該系統硬件基礎上根據需要定制WinCE系統內核，最后實(shí)現串口通信設計。實(shí)驗結果表明：該系統能夠達到多串口通信的要求。
關(guān)鍵詞：WinCE；MSP430；TCP／IP；串口通信協(xié)議

目前WinCE嵌入式與MSP430單片機在儀器儀表、工業(yè)控制、移動(dòng)設備等有著(zhù)廣泛的應用。在很多復雜的應用場(chǎng)合比如多點(diǎn)溫度采集、多點(diǎn)轉速采集，一個(gè)單片機不能滿(mǎn)足要求，需要多臺單片機協(xié)同工作，此時(shí)，多臺單片機通信是實(shí)現的關(guān)鍵。以基于WinCE嵌入式設備為核心，取代傳統意義上的PC機，采用TCP／IP通信機制搭建的串口通信系統，結合嵌入式設備和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將各獨立系統復雜的通信協(xié)議、數據格式進(jìn)行統一的轉化，特別適用于遠程、多機串口通信，具有重要的使用價(jià)值和應用前景。

1 硬件平臺
1)WinCE嵌入式采用友善之臂mini2440開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺，mini2440開(kāi)發(fā)板主要的硬件資源包括：SamsungS3C2440A，主頻400MHz，最高533 MHz；1個(gè)100 M以太網(wǎng)RJ-45接口(采用DM9000網(wǎng)絡(luò )芯片)，1個(gè)通用異步串行口(UART)；2個(gè)USB數據接口；1個(gè)LCD控制器；1個(gè)64MSDRA-M；1個(gè)SD卡接口；以及鍵盤(pán)接口和IDE接口等，利用上述的核心硬件資源，根據需要定制相關(guān)的內核，在EVC集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中編寫(xiě)應用程序。
2)MSP430F149單片機是TI公司芯片，它具有集成度高、外圍設備豐富、超低功耗、1．8～3．6 V的低電壓供電范圍，5種可選的低功耗模式，低于6μs的喚醒時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，是設計電池供電系統的極佳選擇。由于具有16位RISC結構，16位寄存器和常數寄存器，MSP430達到了最大的代碼效率。數字控制的振蕩器提供快速從所有低功耗模式蘇醒到活動(dòng)模式的能力，時(shí)間少于6ms。MSP430F149帶有2個(gè)16位定時(shí)器(帶看門(mén)狗功能)、速度極快的8通道12位A／D轉換器(ADC)(帶內部參考電壓、采樣保持和自動(dòng)掃描功能)、1個(gè)內部比較器和2個(gè)通用同步／異步發(fā)射接收器，硬件乘法器提高了單片機的性能并使單片機在編碼和硬件上可兼容，所以在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應用。
3)PC機與WinCE嵌入式通過(guò)100 M／S以太網(wǎng)接口連接，WinCE嵌入式與MSP430F149通過(guò)RS232進(jìn)行通信，串口通信總體框圖如下圖1所示。

2 WinCE嵌入式平臺定制
WinCE嵌入式操作系統是一個(gè)緊湊、高效、可擴展開(kāi)放的、可裁減的、32位的實(shí)時(shí)嵌入式窗口操作系統，其最大的特點(diǎn)是使用了分層結構技術(shù)，使系統具有更好的可擴展性和定制性，使應用程序和操作系統獨立于具體硬件，以適應各種特殊的應用環(huán)境。操作系統從邏輯上可以分為硬件層、OEM層、操作系統層、應用程序層。基于嵌入式WinCE開(kāi)發(fā)平臺的定制主要是對操作系統層和OEM層進(jìn)行定制。