【正文】 ....................... 16 編寫 ............................................................................................ 17 編寫 ............................................................................................. 19 μC/OSII 下外設(shè)驅(qū)動(dòng)開發(fā) ............................................................................................. 20 LCD 驅(qū)動(dòng)開發(fā) ..................................................................................................... 20 ZLG/GUI 移植 ..................................................................................................... 22 UART 驅(qū)動(dòng)開發(fā) .................................................................................................. 24 A/D 驅(qū)動(dòng)開發(fā) ...................................................................................................... 25 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 IV 定時(shí)器驅(qū)動(dòng)開發(fā) ................................................................................................. 27 PWM 驅(qū)動(dòng)開發(fā) ................................................................................................... 27 運(yùn)行環(huán)境組態(tài)支撐模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................ 29 數(shù)據(jù)管理模塊 ..................................................................................................... 29 圖形顯示模塊 ..................................................................................................... 30 通信模塊 ............................................................................................................. 31 I/O 模塊 ................................................................................................................ 32 控制算法模塊 ..................................................................................................... 32 本章小結(jié) ......................................................................................................................... 34 第 4 章 應(yīng)用案例實(shí)驗(yàn)及分析 ................................................................................................... 35 配料稱重控制器概述 .................................................................................................... 35 配料稱重控制器的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) .................................................................................... 35 控制器設(shè)計(jì)要求 .................................................................................................. 35 控制器功能組態(tài) .................................................................................................. 35 控制器人機(jī)界面組態(tài) .......................................................................................... 36 控制器運(yùn)行檢驗(yàn) .................................................................................................. 37 本章小結(jié) ........................................................................................................................ 38 結(jié) 論 ........................................................................................................................................... 39 致 謝 ........................................................................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 41 附錄 A .......................................................................................................................................... 42 附錄 B .......................................................................................................................................... 44 附錄 C .......................................................................................................................................... 45 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 本課題的研究背景 自計(jì)算機(jī)技術(shù)從 20 世紀(jì) 90 年代進(jìn)入充滿機(jī)遇的 “后 PC”時(shí)代以來，控制系統(tǒng)正在向網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化迅猛發(fā)展，這使得控制技術(shù)與嵌入式技術(shù)的結(jié)合更加緊密。嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)的信息化、現(xiàn)代化和自動(dòng)化水平。目前，各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于通用計(jì)算機(jī)。因此，嵌入式系統(tǒng)將是今后的主流發(fā)展趨勢。在嵌入式系統(tǒng)這一特殊環(huán)境中，需要對工程組態(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。從組態(tài)軟件的內(nèi)涵上說，組態(tài)軟件是指在軟件方面，操作人員根據(jù)應(yīng)用對象及控制任務(wù)的要 求配置用戶應(yīng)用軟件的過程，也就是把組態(tài)軟件視為 “應(yīng)用程序生成器 ”。 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中存在著兩大類可變因素：一是操作人員需求的變化；二是被控對象狀態(tài)的變化及被控對象所用硬件的變化。以這種方式構(gòu)建系統(tǒng)既 提高了系統(tǒng)的成套速度，又保證了系統(tǒng)軟件的成熟性和可靠性，使用起來方便靈活，而且便于修改和維護(hù)。 嵌入式系統(tǒng)近些年發(fā)展迅速，在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)更是如此，越來越得到專業(yè)人士的青睞。 然而縱觀工控行業(yè)，雖然嵌入式硬件設(shè)備很多，但嵌 入式應(yīng)用軟件卻極度缺乏，嚴(yán)重地限制了嵌入式系統(tǒng)在工控行業(yè)的應(yīng)用和推廣，制約著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。這樣不僅開發(fā)工作量大、周期長，而且系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性也較差，同時(shí)以后系統(tǒng)的軟件升級(jí)與維護(hù)也比較困難。它哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 從根本上改變了技術(shù)工控系統(tǒng)需要大量編程的開發(fā)方法。 目前國內(nèi)外的嵌入式組態(tài)技術(shù)尚處于發(fā)展初期，相應(yīng)的軟件產(chǎn)品并不多。 Progea 的 Movicon CE 可以在 Windows CE 下運(yùn)行。組態(tài)王嵌入式版 是亞控公司在組態(tài)王 基礎(chǔ)上，為嵌入式應(yīng)用開發(fā)的產(chǎn)品，具有功能強(qiáng)、通信方便、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。它通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流 程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案。開發(fā)環(huán)境用于人機(jī)界面設(shè)計(jì)、硬件參數(shù)配置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等系統(tǒng)配置工作，然后將設(shè)計(jì)好的應(yīng)用軟件投入運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行。 但是通用 組態(tài)軟件的開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境大都是基于 Windows 操作系統(tǒng)的，系統(tǒng)難以裁剪、固化、不能用于對可靠性、實(shí)時(shí)性和安全性要求很高的控制系統(tǒng)中。嵌入式組態(tài)軟件則不同，它的開發(fā)環(huán)境一般基于通用性較強(qiáng)的 Windows 平臺(tái)上，而運(yùn)行環(huán)境卻具有多樣性，它的硬件平臺(tái)可以試 PC/104 那樣標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式應(yīng)用平臺(tái)，也可以是為具體應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的平臺(tái)；它的操作系統(tǒng)有 WinCE、 μCLinux、 VxWorks、 μC/OSII 等多種選擇。開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)好的配置文件和操作系統(tǒng)都固化在 ROM、 Flash等會(huì)存儲(chǔ)器中，而不是工控機(jī)的磁盤等載體中。另外，嵌入式系統(tǒng)體積小。 本課題的研究意義 通用組態(tài)軟件已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域取得了巨大的成功，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也越來越得到工控專業(yè)人士的青睞，所以兩者的結(jié)合時(shí)其發(fā)展的必然趨勢。 同時(shí)，嵌入式組態(tài)軟件的研制也是迫切需要的。目前國內(nèi)外的嵌入式組態(tài)軟件還處于發(fā)展時(shí)期，成熟的產(chǎn)品還不多，離用戶對嵌入式組態(tài)軟件的需求還有很大差距。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 本課題的主要工作 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(shí)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(chǔ)一定數(shù)量的歷史數(shù)據(jù)。 ，對已有硬 件平臺(tái)的外圍接口電路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，增加了 A/D 采樣接口、脈沖信號(hào)檢測接口和 D/A 輸出接口電路。 ，需對組態(tài)支撐模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，它主要包括數(shù)據(jù)管理模塊、圖形顯示模塊、通信模塊、 I/O 模塊和控制 算法模塊等。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2 章 嵌入式組態(tài)軟件運(yùn)行環(huán)境系統(tǒng)分析 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)定義 所謂嵌入式系統(tǒng) (Embedded System)， IEEE 的定義是：用于控制、監(jiān)視或者輔助操作的機(jī)器、設(shè)備或裝置 (原文為 devices used to control， monitor， or assist the operation of equipment， machinery or plants)。 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)自底向上逐漸演化為 4 層結(jié)構(gòu)。是支撐整個(gè)嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的硬件環(huán)境，它由嵌入式微處理器最小系統(tǒng)擴(kuò)展外圍電路和輸入 /輸出設(shè)備等部分組成。擴(kuò)展外圍電路通常根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的差別而有所不同，一般包括 A/D、 D/A、 I/O