采用ARM+Linux架構(gòu)的基于CAN總線和MiniGUI的虛擬儀表設(shè)計
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1 系統(tǒng)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(tǒng)運(yùn)行隨機(jī)存儲器；256 MB NAND Flash程序存儲器；MCP2515 CAN控制器負(fù)責(zé)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(tǒng)[2]。選用目前較為流行的嵌入式GUI系統(tǒng)MiniGUI進(jìn)行應(yīng)用程序界面的編寫。運(yùn)用ZLG/BOOT啟動Jflashmm、Flash FXP軟件進(jìn)行內(nèi)核的燒寫與移植。軟件編制調(diào)試完畢后，進(jìn)行操作系統(tǒng)內(nèi)核定制，裁減出最小操作系統(tǒng)，并將應(yīng)用程序與最小系統(tǒng)在仿真環(huán)境下進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。虛擬儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 MiniGUI的程序開發(fā)和移植
將MiniGUI及應(yīng)用程序移植到目標(biāo)機(jī)上需要經(jīng)歷編寫相應(yīng)的驅(qū)動程序、交叉編譯MiniGUI及應(yīng)用程序、安裝MiniGUI到目標(biāo)系統(tǒng)、在目標(biāo)系統(tǒng)上運(yùn)行MiniGUI應(yīng)用程序等幾個步驟。
MiniGUI程序是建立在MiniGUI和ANSIC庫之上，所以程序的編寫要按照MiniGUI的程序框架來定，并通過調(diào)用ANSIC庫以及MiniGUI自身提供的API函數(shù)來實現(xiàn)。MiniGUI程序的入口點: int MiniGUIMain(int argc,const cha r * argv [ ]) 。其風(fēng)格類似于Win32 ,也是基于窗口、事件驅(qū)動編程。事件通過消息機(jī)制傳遞,當(dāng)事件發(fā)生時，MiniGUI將事件轉(zhuǎn)換為一個消息，并將消息發(fā)送到MiniGUI應(yīng)用程序的消息隊列之中。窗口過程函數(shù)是MiniGUI應(yīng)用程序必不可少的函數(shù)，用于接收和處理消息，是一個回調(diào)函數(shù)，由MiniGUI調(diào)用，在應(yīng)用程序中不能直接調(diào)用，其函數(shù)原型如下：static int WindowProc (HWND hWnd, int message, WPARAM wParam,LPARAM lParam)。每個MiniGUI應(yīng)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(chǔ)上再建立子窗口或?qū)υ捒虻取Ｖ鞔翱谑褂肅reateMainWindow函數(shù)實現(xiàn)，在這個函數(shù)里可以設(shè)置主窗口的風(fēng)格、大小、句柄、標(biāo)題以及窗口過程函數(shù)等[6，8-9]。
本文有兩個顯示界面，分別對應(yīng)流程圖里面的子程序1和子程序2。應(yīng)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(qū)動程序和應(yīng)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(fù)制到當(dāng)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(tǒng)的搜索路徑中。這樣要編譯文件時就很簡單，不用每次都指定路徑，系統(tǒng)會自動搜索。在這里介紹的一種方法是修改/etc/profile文件：打開/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(zhí)行：#. Profile（“點+空格+文件名”）。可通過在終端輸入:arm-linux-gccCv 檢驗用戶編譯器版本。arm-linux-gcc編譯出來的程序，不能在PC機(jī)上運(yùn)行，必須下載到ARM系統(tǒng)中才能運(yùn)行。
MiniGUI在Linux系統(tǒng)中有兩種運(yùn)行模式：fbcon（Frame Buffer Console）和qvfb（Qt Virtual Frame Buffer）。fbcon在控制臺下運(yùn)行，這種模式下不能開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(yùn)行就像圖形界面下的終端(Terminal)中運(yùn)行命令一樣。通過對gal_engine賦值來設(shè)置運(yùn)行模式。
3 信號采集電路
CAN總線的智能節(jié)點一般由主控制器、CAN總線控制器、CAN總線驅(qū)動器以及具體的功能單元組成。主控制器用來通過訪問CAN總線控制器來實現(xiàn)對CAN總線的訪問。CAN總線控制器實現(xiàn)CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層功能，對外具有與主控制器和總線驅(qū)動器的接口功能。CAN總線驅(qū)動器提供CAN總線控制器與物理總線之間的接口。
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