【正文】 eet the requirements of the embedded controller configuration files, depending on the configuration, the whole process without a lot of programming, and can be designed according to the needs of different manmachine interface, control functions can also be free of the deletion, fully reflects the configuration software features. Keywords: embedded controller。實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)行環(huán)境能夠根據(jù)組態(tài)配置文件生成符合要求的嵌入式控制器，整個過程無需大量編程，并可根據(jù)需要設(shè)計(jì)出不同的人機(jī)界面，控制功能也可以自由的刪減，充分體現(xiàn)了組態(tài)軟件的特點(diǎn)。隨著工業(yè)自動化尤其是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的通過程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)控制目的的方法越來越難以滿足實(shí)際的工程需要，這時，工程組態(tài)軟件應(yīng)運(yùn)而生了。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 題 目： 嵌入式控制器組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)及應(yīng)用 姓 名： 分 院： 工學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 王 鑫 二 0 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )評語及成績 一、指導(dǎo)教師評語： 是否同意參加答辯： 指導(dǎo)教師簽字： 20 年 月 日 二、評閱人評語： 是否同意參加答辯： 評閱教師簽字： 20 年 月 日 三、答辯委員會評語： 是否建議授予學(xué)士學(xué)位： 答辯委員會成員簽字： 20 年 月 日 四、答辯委員會主任單位 答辯委員會主任職稱 答辯委員會主任 簽字 20 年 月 日 五、畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )成績： 學(xué)生所在分院蓋章： 20 年 月 日 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 學(xué)生姓名 學(xué) 號 分 院 工學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 任務(wù)起止時間： 2020 年 12 月 10 日 至 2020 年 5 月 31 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目： 嵌入式控制器組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)及應(yīng)用 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作內(nèi)容： 本課題將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與通用組態(tài)軟件技術(shù)結(jié)合在一起，提出一種嵌入式控制器組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境，它可以根據(jù)不同的組態(tài)配置文件生成不同功能的嵌入式控制器，不用編程，大大縮短了嵌入式產(chǎn)品投放市場的時間，而且使產(chǎn)品具有豐富的人機(jī)界面，強(qiáng)大的控制功能，并能夠存儲一定數(shù)量的歷史數(shù)據(jù)。在嵌入式這一特殊環(huán)境中，需要對工控組態(tài)軟件進(jìn)行特殊的 設(shè)計(jì)，以滿足系統(tǒng)環(huán)境的需要，由此產(chǎn)生了一種特殊的工控組態(tài)軟件 —— 嵌入式組態(tài)軟件。 關(guān)鍵詞： 嵌入式控制器；組態(tài)； ARM；μ C/OSII；配料稱重系統(tǒng) 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract Since the era of the postPC since the puter technology, the control system is worked, digitized rapid development which makes more closely control the bination of technology and embedded technology. Modern industrial control system scalability, manageability and ease of use of the everincreasing demands, which makes conventional instruments have been gradually replaced by the puter control system core embedded systems. With development of industrial automation, remote monitoring system, the traditional through procedures designed to achieve control purposes it increasingly difficult to meet the actual project needs, this time, the engineering software came into being. Control configuration software embedded in this special environment, a special design to meet the needs of the system environment, resulting a special control configuration software embedded configuration software. This article describes the embedded controller configuration software runs wake chosen ARM7 microprocessorbased the microprocessor hardware platform, as well as embedded realtime operating system μC / OSII。 configuration。現(xiàn)代工業(yè)對控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可管理性和易用性提出了越來越高的要求，這使得常規(guī)儀表 逐漸被以嵌入式系統(tǒng)為核心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所替代。在工業(yè)生產(chǎn)中，使用嵌入式技術(shù)的數(shù)字機(jī)床，智能工具，工業(yè)機(jī)器人正在逐漸改變著傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式。 嵌入式系統(tǒng)組態(tài)軟件 組態(tài)一詞來源于英文單詞 configuration， “組態(tài)軟件 ”作為一個專業(yè)術(shù)語，到目前為止，并沒有一個統(tǒng)一的定義，它是伴隨著集散控制系統(tǒng) (Distributed Control System ，簡稱 DCS)的出現(xiàn)而引入工業(yè)控制領(lǐng)域的。而組態(tài)軟件正式在保持軟件平臺執(zhí)行代碼不變的基礎(chǔ)上通過改變軟件配置信息 (包括圖形文件、硬件配置文件、實(shí)時數(shù)據(jù)庫等 )，適應(yīng)系統(tǒng)對兩大可變因素的要求，構(gòu)建新的監(jiān)控系統(tǒng)的平臺軟件。它的主要作用是實(shí)時控制、監(jiān)視、管理被控對象、數(shù)據(jù)處理等，或者輔助其他設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，完成各種自動化處理的任務(wù)。 另一方面，組態(tài)軟件已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展了十幾年，并且取得了巨大的成功。國外方面，Indusoft Web Studio 生產(chǎn)的嵌入式 HMI/SCADA 軟件據(jù)說是市場上第一個可以運(yùn)行于Windows CE 上的嵌入式組態(tài)軟件，它可以運(yùn)行于多種處理器上，如 ARM、 MIPS、 MIPSFP、SH PowerPC、 THUMB 等，而其他的一些嵌入式組態(tài)軟件則只能運(yùn)行于有限的幾種處理器上。 MCGSE(Monitor and Control Generated System forEmbedded，嵌入式通用監(jiān)控系統(tǒng) )是一種用于快速構(gòu)造和生成嵌入式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。從功能上說，在工控行業(yè)它們都是用于完成對被控對象的監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)采集，都具備實(shí)時多任務(wù)的能力。嵌入 式組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境的軟硬件都具有可裁剪性，可根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行伸縮性配置。功耗低，也更適合特定現(xiàn)場的控制。雖然國內(nèi)有眾多嵌入式硬件廠家，市場上也有多種可用的嵌入式操作系統(tǒng)，但是方便用戶開發(fā)嵌入式控制系統(tǒng)的平臺少之又少。 本課題的研究內(nèi)容如下： ，根據(jù)實(shí)際情況選擇了設(shè)計(jì)組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境需要的硬件平臺和嵌入式操作系統(tǒng)。 在嵌入式控制器組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)完成后，利用它設(shè)計(jì)生成一個配料稱重控制器，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)效果。 。輸入 /輸出設(shè)備主要是指人機(jī)交互接口，如鍵盤、 LCD 和觸摸屏等。 。是運(yùn)行于嵌入式操作系統(tǒng)之上的各個人物，每個人物均有一個優(yōu)先級，操作系統(tǒng)根據(jù)各個任務(wù)的要求，進(jìn)行資源管理、消息管理、任務(wù)調(diào)度及異常處理等工作。因此，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場，便具有較長的生命周期。 。在此方法中，軟硬件劃分在系統(tǒng)開發(fā)的初期進(jìn)行，一次性劃分后軟件和硬件所分配的功能就不能改變。 。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)可在設(shè)計(jì)過程的各個階段同時考慮兩者的功能和 性能，找到其最佳組合方式，并且在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)前就可以進(jìn)行協(xié)同仿真和驗(yàn)證，保證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和完整性。它本身并不生產(chǎn)芯片，靠轉(zhuǎn)讓技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體 、軟件和 OEM 廠商來生產(chǎn)各具特色的芯片。 ARM7 內(nèi)核采用馮 ?諾伊曼體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)和指令使用同一條總線。 本課題采用了 ARM7TDMIS 內(nèi)核的微處理器。具體特性如下： 靜態(tài) RAM 8 位、 16 位或 32 位總線 4 組，每組的容量高達(dá) 16MB 路 10 位 A/D 轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)換時間低至 個 32 位定時器 (帶 4 路捕獲和 4 路比較通道 )、 PWM 單元 (6 路輸出 )、實(shí)時時鐘和看門狗 ，包括 2 個 16C550 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) UART、高速 I178。長期以來，前后臺 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在遇到強(qiáng)干擾時，運(yùn)行的程序可能產(chǎn)生異常、出錯、跑飛甚至死循環(huán)，造成了系統(tǒng)的崩潰。在嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)環(huán)境下，開發(fā)一個復(fù)雜的應(yīng)用程序，通?？梢园凑哲浖こ讨械慕怦钤瓌t將整個程序分解為多個任務(wù)模塊。如果還是采用以前的前后臺方式，則無法發(fā)揮32 位 CPU的優(yōu)勢。 。包含弱交互性和強(qiáng)穩(wěn)定性兩層意思。車載、太空、強(qiáng)電干擾、輻射等等，都有可能造成系統(tǒng)運(yùn)行指令的紊亂。通常這個位置是只讀內(nèi)存。因所需完成的目標(biāo)不同，嵌入式操作系統(tǒng)必須能夠根據(jù)應(yīng)用的要求進(jìn)行裁剪，去掉多余的部分，或者簡化相應(yīng)的模塊。 μC/OSII 讀作 “micro C O S 2”，意為 “微控制器操作系統(tǒng)版本 2”。 μC/OSII 有以下一些特點(diǎn)： ， μC/OSII的源代碼可從 MicroC/OSII The RealTime Kernel， Second Edition一書中獲得，也可從其他出版物或網(wǎng)絡(luò)上獲得。匯編語言寫的部分已經(jīng)壓到最低限度，以使μC/OSII 便于移植到其他微處理器上。可根據(jù)具體應(yīng)用程序的需要來選擇使用 μC/OSII 中的系統(tǒng)服務(wù)，這樣可以減少產(chǎn)品中 μC/OSII 所需的存儲空間 (RAM 和 ROM)。 μC/OSII 可以管理 64 個任務(wù)，其中建議保留 8 個給系統(tǒng)任務(wù)，這樣用戶的應(yīng)用程序最多可有 56 個任務(wù)，賦予每個任務(wù)的優(yōu)先級必須是不相同的，所以 μC/OSII 不支持時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法 (roundrobin scheduling)。 。 。如果優(yōu)先級更高的 任務(wù)被中斷喚醒，則高優(yōu)先級任務(wù)在中斷嵌套全部退出后立即執(zhí)行，中斷嵌套層數(shù)可達(dá)到 255 層。 嵌入式組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境整體架構(gòu) 嵌入式組態(tài)軟件結(jié)構(gòu) 嵌入式組態(tài)軟件和通用組態(tài)軟件一樣，都由開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境組成。 嵌入式組態(tài)軟件開發(fā)環(huán)境 嵌入式組態(tài)軟件開發(fā)環(huán)境運(yùn)行于人機(jī)界面良好的 Windows 系統(tǒng)上，為嵌入式控制系統(tǒng)提供了一個設(shè)計(jì)平臺，通過這個平臺開發(fā)人員可以方便的進(jìn)行控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)、硬件參數(shù)配