Windows CE的电机运行

　　摘 要：本文介绍了基于windows CE的电机运行监控器的设计，而嵌入式系统是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的革命。它为工业控制设备的实时、智能化提供了强有力的技术支持。本设计是基于windows CE操作系统的ARM在工业控制设备方面的应用，硬件以ARM9微处理器S3C2410为核心，软件基于windows CE操作系统并使用了ActiveX技术。

　　关键词：Windows CE S3C2410 ActiveX

　　随着PC时代信息技术的发展，嵌入式系统功能日趋复杂，应用日益广泛。现代嵌入式设备在实现传统数据采集、信号传输、过程控制等功能的同时，往往还要支持网络通信、多媒体处理等新兴应用。Windows CE能从闪存启动，从而避免了暴露在灰尘、高温和震动坏境下，使它可以适应恶劣的生产环境。工业化PC平台经常会出现故障和数据丢失，嵌入式系统以安全可靠，操作维护方便，实时性强，正逐步渗透到工业控制领域。

　　1 Windows CE工控应用介绍

　　Windows CE操作系统是一个适合下一代互联工业自动化设备的理想小体积嵌入平台。Windows CE还具有很强的实时性能，支持确定性的响应时间控制。基于Windows CE的嵌入式控制系统提供统一的、可伸缩的解决方案，将专用硬件的耐用性与PC的灵活性结合在一起。由于Windows的传统优势，多数人都熟悉Windows系统，使操作人员更容易进入和使用Windows CE控制性产品，因此，Windows CE在工业控制领域有着很好的应用前景。

　　2 设计方案

　　电机运行监控软件开发，直接使用使用MagicARM2410教学实验开发平台上的直流电机、步进电机及其提供的驱动(PWM驱动和GPIO驱动)，系统设计完成后，程序通过简单移植，设计还可以实用化，可以方便的应用到工业自动化设备上。本电机运行监控软件是通过使用S3C2410A芯片的PWM定时器根据正弦函数sinx的值不断改变PWM的占空比，将PWM输出信号通过一个电阻连接到一个电容上，从而实现一个简单的DAC控制电路，将输出连接到直流电机从而实现直流电机的驱动。步进电机采用达林顿管驱动芯片ULN2003来驱动四相步进电机。软件上通过启动电机和停止电机按钮来加速和减速。软件使用温度计控件指示当前电机表面的温度，当温度超过75℃立即控制电机停止运转。

　　3 硬件组成

　　硬件电路不需要设计直接使用Magic ARM2410教学实验开发平台实现。MagicARM2410采用的是ARM9内核微处理器S3C2410A，扩展有64MB SDRAM、64MB NAND Flash、2MB NOR Flash等存储器，可运行Windows CE 5.0操作系统。本设计需要使用到MagicARM2410上的直流电机、步进电机、ADC电路、液晶屏等，硬件。

　　4 软件设计

　　5 系统调试

　　设计虚拟仪器面板，根据实物，在虚拟面板上放置设计好的控件，在对象监视器中对各个控件的参数进行修改，使其与实际相符，再对各个控件进行编程，使其实现实际控件所具备的功能及各个控件之间的逻辑控制关系，在这其中最重要的就是要做到尽量使代码优化，有以下几点：

　　(1)避免使用C++昂贵特性。

　　(2)减少函数调用参数。

　　(3)不定义不使用的返回值。

　　(4)用指针代替数组。

　　(5)Inline函数，这样做在两个方面快于函数调用：第一，省去调用指令需要的执行时间;第二，省去了传递变元和传递过程需要的时间，但是程序长度会变大，需要更多的ROM。

　　6 结语

　　本设计基于Windows CE操作系统的电机运行监控器软件，整个系统安全可靠，稳定性高，并且为以后移植到实际工控设备做了考虑。但本作品由于硬件的限制，电机温度保护使用轮询方式，一般反应时间为10 ms或更长，同时为了10 ms轮询，占用了很多CPU资源，如果要将本作品投入实际应用中，必须改进电机温度保护方式，使用硬件保护实现保护功能。由于步进电机是由GPIO来模拟步进电机时序，时序不是很精确，建议使用单片机的PWM控制器来控制步进电机时序。步进电机的转速测量已经在程序中通过计数器实现，但直流电机转速测量无法通过软件测量，目前使用的是估测值，必须使用转速传感器来实现直流电机转速测量。

　　参考文献

　　[1] 周立功.ARM&WINCE实验与实践一基于S3C2410[M].北京航天航空大学出版社，2007.

　　[2] 何宗键.Windows CE嵌入式系统[M].北京航天航空大学出版社，2007.