（检测技术与自动化装置专业论文）windows+cenet系统研究及io板驱动程序的开发.pdf

摘要 摘要 w i n d o w sc e n e t ( 简称w i n c e ) 是一个开放的、可剪裁的3 2 位嵌入式实时操作系 统，具有可靠性好、实时性商和内核体积小等特点，凶此被j 。泛川于各种嵌入式智能设 备的开发。 本文探讨了w i n d o w sc e n e t 的特点、结构和月：发坏境，并在此基础上结合实际应 川，+ 介绍了定制基于具体硬什平台的嵌入式系统开发流程。分析了w i n c e 下各种驱动 私! 序模型的特点，对数据采集扳驱动程序的i 殳计和具体实现进行了详细的闸述。在驱动 祀! 序【 1 采用多线程技术保障嵌入式系统的实时性，采1 j 先入先出技术保证模拟量输入板 传输数据的准确性以及通过编程实现定时器i n t e l 8 2 5 4 定时触发a d 转换，并探索了利 川扳u l ：1 人j 置的8 2 3 7d m a 控制器实现d m a 技术的实现方法；介绍了基于w i n c e 的应 j 1 m ! 序的7 1 ：发m ：境，并以数据采集板驱动程序的测试程序为例，介绍了流接口驱动程序 的渊川办法。 实一i l x ( ，r 。1 ：果表明，定制的w i n d o w sc e n e t 系统工作稳定，数掂采集板驱动程j - 芋i ，j 9 没 计实现了预期的功能，取得了良好的效果。本文设计的驱动程序保证了数据采集系统的 实叶e l 涌l 可靠性，刘。数据采集系统的进一步开发有较高的实月j 意义。 关键词：w i n d o w sc e n e t 内核定制数据采集板驱动开发 a h s lr a c t a b s t r ac t w i n d o w sc e n e t ( w i n c ef o rs h o r t ) i sa no p e n ，c u s t o m i s a b l e3 2 - b i te m b e d d e dr e a l - t i m e o p e r a t i n gs y s t e m i th a st h ee x c e l l e n ta d v a n t a g es u c ha sh i g hr e l i a b i l i t y ，r e a l t i m ea n ds m a l l f o o t p r i n t t h e r e f o r e ，w i n d o w sc e n e tc a nw o r ki naw i d er a n g eo fe m b e d d e di n t e l l i g e n t d e v i c e s t h ec h a r a c t e r i s t i c s ，f r a m e w o r ka n dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n to fw i n d o w sc e n e ta r e d i s c u s s e di nt h i sp a p er t h e nr e f e r r i n gt oap r a c t i c i n ga p p l i c a t i o n ，t h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so f c u s t o m i s i n gt h ee m b e d d e ds y s t e mb a s e do nc o n c r e t eh a r d w a r ei si n t r o d u c e d t h ef e a t u r e so f d e v i c ed r i v e rm o d e si nw i n c ea r ea n a l y z e d ，a n dd e s i g n i n gm e t h o d sa n di m p l e m e n t a t i o n so f t h ed a t aa c q u i s i t i o nc a r dd r i v e ra r ep r e s e n t e di nd e t a i l f o rt h ed e s i g no fb o a r dd r i v e r s ，t h e f o l l o w i n gt e c h n o l o g i e sa r ea d o p t e d f i r s t l y , t h em u l t i t h r e a dt e c h n o l o g yi su s e dt oe n s u r et h e r e a l t i m ec h a r a c t e r i s t i c so ft h es y s t e m s e c o n d l y , t h ef i f ot e c h n o l o g yi sa d o p t e dt ot r a n s f e r d a t aa c c u r a t e l y f u r t h e r m o r e ，t h ea dc o n v e r s i o nc a nb et r i g g e r e db yo n - b o a r di n t e l 8 2 5 4 p r o g r a m m a b l ei n t e r v a lt i m e f f c o u n t e r i na d d i t i o n ，t h ei m p l e m e n t a t i o no fd i r e c tm e m o r y a c c e s st e c h n o l o g yt h r o u g ho n b o a r d8 2 3 7d m ac o n t r o l l e ri s e x p l o r e d t h ed e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n to fa p p l i c a t i o nb a s e do nw i n c ei s d e m o n s t r a t e d f i n a l l y ，t a k i n gt h et e s t i n g p r o g r a mo fd a t aa c q u i s i t i o nd r i v e rf o ri n s t a n c e ，t h em e t h o d so fc a l l i n gs t r e a mi n t e r f a c ed r i v e r s a r ei n t r o d u c e d t h et e s tr e s u l t sp r o v e dt h a tt h ew i n d o w sc e n e ts y s t e mc u s t o m i z e di sr e l i a b l e ，t h e p e r f o r m a n c eo ft h ed r i v e ro fd a t aa c q u i s i t i o na c h i e v e st h ee x p e c t e df u n c t i o n t h eb o a r d d r i v e r sd e s i g n e di nt h i sw o r ke n s u r et h ep r o p e r t yo fr e a l - t i m ea n dr e l i a b i l i t y , i th a ss i g n i f i c a n t p r a c t i c a lv a l u et ot h ed e v e l o p m e n to ft h ed a t aa c q u i s i t i o ns y s t e m k e yw o r d s ：w i n d o w sc e n e t ，c u s t o m i s ek e r n e l ，d a t aa c q u i s i t i o n ，d r i v e rd e v e l o p m e n t 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重卢明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特另, i d n 以标注和致谢的地方外，论文巾不包含其他 人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得f 可- 1 1 3 大学或其他教育机构的学化或征j 抟 所使j i j 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明f f 角 的说明并表示了致谢。 作者签名：鱼撞地 日期：兰丑一年生月旦i i 学位论文使用授权声明 本人完全了l g - t n r - l t ：大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保尉7 t ：l ；, j 围 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公厕j 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年月r 解密后适用本授权声明。 2 、不保密囱。 ( 请在以上相应方格内打“4 ”) 作者签名： 导师签名： 日期：卫年l 月丝h 日期：让尹月业闩 筇1 章引言 第1 章引言 1 1 研究背景 上个+ u 纪9 0 年代以来，随着先进的计算机技术、半导体技术和f 【l 予技术及其他 棚关行业的进步，嵌入式技术全面发展，以其体积小、钳对性强、实时性好等特点， 成为通信和消费类产品的共同发展方向，嵌入式系统几乎包括了生产和生活中的方方 i f l i 而，矾：通讯、控制和消费电子等诸多领域得到了广泛的应j 1 j 。 常见的嵌入式操作系统及其应用领域如表1 1 所示l 2 1 。 表1 1 常见的嵌入式操作系统及其戍川领域 操作系统 戍 j 领域 c e l l v i c c h o r u s o s c f l l x e c o s e m b e d i x e p o c h o p e n 1 1 1 f e r n o l y n x o s n u c l e u s o s 9 p a h no s p e n b e x p s o s u c o s i i q i x v x w o r k s 学上l u 脑 电信 消费也子，汽寸! ，医疗没备，迎i h ，航空，j ：控 信息电器( 家电，通讯) 消赞l l ! 子，电信， ：控，信息家l 乜，运输，零傅 尢线信息殴备 消费i 【i 子，信息家l 也，导航系统 网络设备，信息家电，j i ：控，汽印，军书，航空 l 也信，航空，防御系统 消费电二f ，网络设备，无线导航，办公没备控制，医疗设备 消费叱二f 。信息l 也器，汽印多媒体系统 学上l u 脑 掌上l 色脑 消赞l u ：f ，i ：控，网络殴备，航空，防御系统，汽午，交通， 医疗设每 消费电子，i ：控，网络设备，仪器没备( 源代码公开，免费) f l i 费电子，i u 信，汽午，医疗没备，s u p e r t a s k ，机顺盒 消费电子，l ：控，网络设备，航空，防御系统，汽币，交通， 医疗设备 f 河北人zl ：学硕l ：。? 侮论文 l i n u x 消费i 乜子，通信( 源代码公开) w i n d o w sc e n e t 是m i c r o s o f t 推出的面向嵌入式应川的操作系统，以其良好的一 ，i i 能 在各种工业控制、消费电子等领域有很好的应用前景【3 1 f 4 1 。 要把w i n d o w sc e n e t 移植到目标平台上，必须为在平台上已建立的没备提供驱动 程序，通过驱动程序操作系统d 能识别和控制这些硬没备，从而保证硬件设备的正常运 行，以充分发挥硬件设备性能f 5 1 。囚此，设备的驱动程序至关重要，在以下3 种情况一f ， 我们需要自行开发设备驱动程序： 1 ) 在设计硬件时，需要提供这一硬件的驱动程序； 2 1 硬件0 e mj 一商没有提供w i n d o w sc e 的硬件驱动( 但提供了硬件的规格说明) ； 3 ) 对现有硬件驱动的功能进行扩展。 本文研究的背景足基于w i n d o w sc e n e t 的中小型集敞控制系统的研究与开发。 1 2 研究目的和意义 传统的p c 系统是嘶向个人的，是一个通用的平台，而嵌入式计算机系统足而向 设备的，是一个专用平台。不同于通用设备，嵌入式操作系统1 1 1 大部分外h 爿设备的驱 动程序都足专用的。这些驱动程序将操作系统和外阐设备连接起来，使得操作系统能 够谚 别设备并为应用程序提供设备服务m 。对于每一个基于w i n d o w sc e 的设备，设 备驱动程序都是必不可少的l7 1 。但是对于一个完整的嵌入式系统，有时候w i n d o w s c e n e t 自带的驱动程序并不能满足用，、要求，或者没有所需的w i n d o w sc e n e t 下的驱 动程序，这是就要用户自己编写相应的驱动1 6 】。 本课题巾集散控制系统中的数据采集板，厂家并没有提供w i n d o w sc e n e t4 2 i - f l ：j 驱动程j 弘，因此需要自行开发。本文的任务就是开发w i n d o w sc e n e t4 2 下的驱动科序， 以便为下一步开发基于w i n d o w sc e n e t4 2 下的数据监控系统打下基础。 1 3 研究内容 在数据采集控制系统中，根据不同的信号源和控制信号，数据采集板分为模拟量 输入板( a i ) 、模拟量输出板( a o ) 、数字量输入板( d i ) 和数字量输出板( d o ) 。 本文的研究内容就是针对采集系统硬件及其实现的功能定制一个功能健全，内核又尽 带。章引青 可能小的w i n d o w sc e n e t 嵌入式操作系统，并在这个操作系统的基础上，针对数据 采集系统的特点，从实时性、可靠性和功能性出发，开发a i 、a o 、d i 和d o 在w i n d o w s c e n e t4 2 下的驱动程序。为保证系统的实时性，驱动程序采用多线程技术，为保证 可靠性，驱动程序包含诊错函数，应用程序传递错误的信息( 如板卡的基地址、参考 r 乜爪和通道号等) 给驱动程序时，驱动程序能够进行错误诊断，歼发的驱动程序还充 分发挥了板卡的功能。 河j 匕人。i ：学硕十。侮论文 第2 章数据采集系统软件和硬件平台的介绍 2 1 嵌入式操作系统win d o w sc e n e t 2 1 1w i n d o w sc e n e t 介绍 w i n d o w sc e n e t 是美国微软公司专门为各种移动和便携电子设备、个人信息产 品、消费类电子产品、嵌入式应用系统等非通刖计算机领域设计的一种：；2 位高性能 操作系统。它具有个简捷、高效的完全抢先式多任务操作核心，支持强大的通信和 图形显示功能，能够适应广泛的系统需求。与通用操作系统棚比，w i n e e n e t 可靠陀 好，实时性高且内核体移 小，凶此被广泛用于各种嵌入式智能设备的开发n 1 。 w i n d o w sc e n e t 的具有以一f ) l 个主要特点： 1 ) 捌有良好的通信能力：广泛支持支持各种通信硬件，还支持直接的局域网连 接以及拨号连接，并提供与p c 、内部例以及i n t e r n e t 的连接，还提供与w i n d o w s x p n t 的最佳集成和通信； 2 ) 支持多种c p u 和丰富的外围设备：捉供了丰富的b s p 和驱动程序支持，为多 种不同类型的硬件设备、总线或端口提供了驱动程序源代码，便于用户直接 应用这些驱动程序或快速为自己的硬件设备丌发驱动程序； 3 ) 采用模块化的结构：用户可以根据需要选择不同的模块，灵活地定制m 符合 嵌入式系统要求操作系统； 4 ) 实时多任务处理：支持嵌套巾断，允许更高优先级别的畔，断首先得到响应， 而不是等待低级别的i s r 完成，使得该操作系统具有嵌入式操作系统所要求 的实时性； 5 ) 高级电源管理：具有灵活的电源管理功能，包括睡眠唤醒模式； 6 ) 多语言支持：从w i n d o w sc e n e t4 0 开始，全方位支持开发本地化的1 1 1 文操 作系统，支持全中文的用户界面( 包括简体中文和繁体巾文) 和支持中文输 入法( 包括微软拼音输入法和双拼输入法) 扣1 。 诉足 l _ i 于w i n c e n e t 具有以上良好特性，使其在信息家电领域、移动计算领域和：l - 4 第2 章数椭采集系统软f ，1 和崾f i 平台的介窒，j , _ i k j k , z sr i 等渚多领域有着广泛的应h ，并具有巨大的发展潜力。 2 1 2w i n d o w sc e n e t 的结构与分析 亘雪匡亘匡亘 w l n 3 2a p i s c o r e d l l w i n s o c k ，o l e ，c o m m c t r l ，c o m m d l g ，w i n i n e t , t a p i 应 川 层 ， j f i l e 嘲甜少 i r d a = = = = = = = = = 二 操 作 系 统 层 o m 王 层 硬 什 1 云 幽2 - l w i n d o w sc e 的系统 构 w i n d o w sc e n e t 是一种分层结构，它系统结构如图2 1 所示。从下向上依次为硬件 层、o e m 层、操作系统层和应用层。每一层分别由不同的模块组成，每个模块又山不 同的组i 什构成。j 下是这种模块化的设计使嵌入式系统开发者能够定制各种产品。同时， 这种层次性结构可以尽量将硬f l ：$ 1 1 软件、操作系统和应用程序隔离，给系统的移植以及 硬件、驱动程序、操作系统和应用程序的开发提供了方便【6 】。 硬仆层是嵌入式的硬件系统，通常由c p u 、存储器、i 0 端口和扩展板卡等组成。 o e m 层是w i n d o w sc e 系统中硬件与操作系统的结合层，0 e m 层由o a l ( o e m 适b d ) 罢- ) 、b o o tl o a d e r ( 启动加载程序) 和驱动程序等模块组成。 操作系统层是w i n d o w sc e 系统的核心层，它既要为o e m 层提供接i - - i 羽i 服务，又 河，l l ：人学l ：学硕十学f 移论文 要为应用程序层提供编程接口。操作系统层由k e r n e l ( 核心) 、g w e s ( 图形筒【j 和事 件系统模块) 、d e v i c em a n a g e r ( 设备管理器模块) 和t c p i p ( 通信服务与网络模块) 等模块组成。 应用程序层山w i n d o w sc e 应朋程序、i n t e r a c t 客户服务及j 1 户接口等模块组成。 对于嵌入式操作系统，不同硬件平台和不同应用的操作系统的要求不一样，定；t i q l r , t 只要选择需要的模块来满足指定平台的要求即可，从而达到节约资源的目的。 2 2 研华c 系列工业控制计算机 2 2 1 工业控制计算机m i c 2 0 0 0 水文的系统主机选择的是研华公司的m i c 2 0 0 0 系列工业控制计算机。m i c 2 0 0 0 与p c 兼容，并且具备优越的机械可靠性和总线扩展能力。在一些可能影响普通办公计 算机和兼容机工作的环境恶劣的工业现场，m i c 系列工控机是很好的选择。 m i c 2 0 0 0 具有开放式i s a 总线，采f l j 抽取式设计，模块安装方便，弹性化模块波 计使得系统在升级和维护上更为容易。m 1 c 2 0 0 0 具有8 个惜位，可以插入多块i s a 总 线的设备。另外，与普通的工控机不同，m i c 2 0 0 0 是f j i 出线的计算机，各种接l j 均足 自i 面板引出，使用方便【旧j 。 2 j 2 2c p u 卡m i c 2 3 5 2 本设计的c p u 卡为m i c 2 3 5 2 ，它是一款集成显示网络功能的一体化c p u 卡。 m i c 2 7 5 2 板卡内置i n t e lm m x 2 6 6 m h zc p u ，功耗小，工作温度范围宽。卡上强大的功 能使m i c 2 3 5 2 能满足各种不同应用的要求。 以下是m i c 2 3 5 2 的主要特性l i ： b i o s j2 m bf l a s hb i o s 系统总线频率：6 6 m h z 接口：2 个串行端1 3 ! 个并仃, - - y j 而t l i1 5 1 2 个硬盘接口( 移动硬盘和c f 卡) 2 个软 盘接口 以太网：集成1 个以太网络接口，支持t c p i p 协议 6 第2 章数据累集系统软仆平i f f i i ! ! f ，l ：平台的介2 “ 最大 乜源要求：+ 5 v ( 4 7 5 v - 5 2 5 v ) 2 2 a 工作温度：o c 6 0 ( ：3 2 1 4 0 下) ，保存湿度：2 0 8 0 ( 一4 1 7 6 下) 工作和储存湿度：5 9 5 ( 非凝结) 2 2 3 模拟量输入板m i c 2 7 18 采集系统的模拟量输入模块是m i c 2 7 1 8 ，它是一个高增益、高。t _ t - 能f l , j 多功能数据 采集板，提供的程序可控增益放火器使用户不用外加电源就能采集很小的输入信号，内 置的lk 字f i f o 缓冲区保证了采集数据的快速性和准确性。m i c 2 7 1 8 为1 2 位1 0 0 k h z 的a i d 模块，支持1 6 路濉端或8 路差分输入，最大转换时叫为8 f cs e c ，有软件触发、 定时。t u l 。发和外部触发三科- 方式，内含插入式接线端予。 m i c 2 7 18 支持跳线选择1 6 路啦端输入或8 路差动输入，选择j u 端输入时每个通道 只需要接一根信号线，信号的参考地为板a ：f l , j 公共地。标准连线圈如图2 2 所示。选择 双端输入时每个通道有2 根信号线，m i c 2 7 18 测量2 个模拟信号的f 乜压差，如果信号 源没彳丁接地，则称为“浮”信弓源，测量“浮”信号源用图2 3 所示的接线方法。 a o n d 幽2 2 m i c 一2 7 18 单端输入标准接线图 图2 - 3m i c 一2 7 1 8 舣端输入接线圈 m i c 2 7 1 8 板上有2 个功能开关和6 个跳线设置，通过功能丌关s w l 选择单端( s e ) 或羞动( d i f f ) 输入，s w 2 选择板卡的丛地址，通过跳线可以分别设置d m a 通道号 ( d r q l d r q 3 ) 、是否支持) bs l 触发( d i s e n b ) 、f i f o 中断号( 2 7 ) 、时钟频率 ( 1 0 m i m ) 、是否支持f i f o ( d i s e n b ) 和c j c 选择( a 1 8e m b d j d e n b ) 【1 2 1 。 2 2 4 模拟量输出板m i c 2 7 2 8 采集系统的模拟量输出模块是m i c 一2 7 2 8 。m i c 2 7 2 8 是一款具有2 5 0 0 v d cf 乜压隔 高f 求护的隔离4 通道1 2 位双缓冲模拟量输：u 模块，它的主要特t t - 盘u - f t 3 l ： 7 河北人4 【：学硕十譬他论文 线性度：i 2 l s b 精确度：0 0 1 2 ( 最大测量范围) 温漂：5 p p m ( 2 5 5 0 ) 隔离电压：5 0 0 v w 输出电压范围：0 + 5 v0 + 1 0 v ( 单极) ；5 + 5v ，1 0 - + 1 0 v ( 又2 极) ；4 - 2 0 m a 电流 输出；0 - 2 0 m a 电流输出 v 参考巾l 压：内部：5 v 和。1 0 v ；外部：d c 或a c ( 最火1 0 v ) 输出电流：l0 m a ( m a x ) 置位时问：6 0l as 电源消耗：+ 5 v 5 0 0 m a ( m a x ) ；+ 12 v 2 0 0 m a ( m a x ) ：作温度：0 5 0 ( - 3 2 12 2 。f ) ：保存温度：- 2 0 6 5 ( 一6 8 14 9 下) m i c 2 7 2 8 中每个通道都只需要1 根输出信号输出线，输出的电压有一个公j k 地， 凶此输 i 信号的连接非常简单。陶2 4 表示输出信号接到“浮”负载h - t 1 9 电路，如俚应 用中要接入接地负载，连接电路如图2 5 示，一些差动输入负载在接入信号时要接外部 m i c 2 7 2 8s i d e l 咖d 咧i a e ， 1 、，o u t f e x l e r n a is i d e ； 图2 4m i c 2 7 2 8 接“浮”负载 mi c 2 7 2 8s i d e ：e x t e r n a ls i d e i i i c 哪d i e a 懈 。 l i i 。驴o u t 二。 i 割2 5 m i c 2 7 2 8 接接地负载 8 第2 章数据聚集系统软f ，l 和埂f f 平台的介2 ，j 地线，j j l , , j 的连接电路如图2 - 6 示。 m l c 2 7 2 8s i d ee x t e r n a ls i d e l ， l o a d l ， 幽2 - 6m i c 2 7 2 8 接筹动输入负载 m i c 2 7 2 8 使用一个多路丌关设置板卡的基地址，1 6 个跳线分另0 设置4 个通道的参 考r 乜沥i ( e x t e r n a l 一5 v 一1 0 v ) 、输f j 5 电压( u n i p o l a r b i p o l a r ) 和输 l ：电流( 4 - 2 0 m a 0 2 0 m a ) 。 2 2 5 数字量输入板m i c 一2 7 3 2 采集系统的数字量输入板是m i c 2 7 3 2 ，它是一个隔离3 2 路数字量输入模块，它 f i 勺隔离输入通道提供了2 5 0 0 v d c 的隔离保护。由于每一个输入通道都对应i o 板r | l 的 1 b i l ，使得m i c 2 7 3 2 的编程非常简单l 。通过一i 三j i f f , j 多路歼关可以设置板卡的基地上i l = 。 m i c 2 7 3 2v , j _ - - i ：要特性如下： 输入i 包压：0 - 3 0 v 闽值i 包压：v r 可调 输入阻抗：2 u 0 5 w 隔离电压：2 5 0 0 v d c 通过量：1o k h z m i c 2 7 3 2 支持3 2 个t t l 数字输入，使 日t t l 设备将外部数字信号接入板卡f i ，j 接 线l 刘如图2 7 所示。如果板卡要采集的是斤关或延时的开关信号，m i c 2 7 3 2 内部的上 拉r u l ! l 【可保证连接断歼时输入保持在一个较高的f 乜肛i 上，如图2 8 所示。当m i c 2 7 3 2 为3 2 个独。丑数，输入时，输入电压的范围是5 2 4 v ，图2 - 9 为独立数字输入的示例图。 9 河北人学i ：学硕十学f 节沦文 d g n dd g i c d - r _ o o _ i - 亍 图2 - 7m i c 2 7 3 2 的t t l _ 迕接l 纠 x t e r n a lc l r c l 盯r y o c l 5 v - 2 4v ) 图2 - 8m i c 一2 7 3 2 的d r y 连接l 纠 i n t e r n a lc i r c u i t r y mi c 2 7 3 2 v c c 图2 - 9m i c 2 7 3 2 的单端数字输入连接图 本文使j - j2 个接线板a d a m 3 9 3 7 将数字信号接入m i c 一2 7 3 2 。a d a m 3 9 3 7 ( c n 2 、 c n 3 ) 与m i c 2 7 3 2 ( c n l ) 的接线如图2 1 0 所示。 图2 1 0a d a m 3 9 3 7 与m i c 2 7 3 2 的连接图 c n l 、c n 2 和c n 3 的管脚对应关系见表2 1 。 1 0 第2 章数椭聚键系统轳：什和i , 哩f l 甲台n ，j 介2 “ 表2 1a d a m 3 9 3 7 和m i c 一2 7 3 2 ( 2 7 5 2 ) 的符脚对应关系 c n l 一6 4 一c n 2 3 5c n l 6 3 一c n 2 一1 6 c n 卜6 2 一c n 2 3 4 c n l - 6 l c n 2 1 5 c n l 6 0 一c n 2 3 3c n l 5 9 一c n 2 - 1 4 c n l 一5 8 一c n 2 3 2c n l _ 5 7 一c n 2 一1 3 c n l 一5 6 一c n 2 3 lc n l 5 5 一c n 2 1 2 c n l 5 4 一c n 2 3 0c n l - 5 3 一c n 2 - 1 l c nj 5 2 一c n 2 2 9 c n l 5 l c n 2 1 0 c n l 5 0 c n 2 2 8c n l 4 9 c n 2 9 c n l 一4 8 一c n 2 2 7 c n l 4 7 一c n 2 8 c n i 一4 6 一c n 2 2 6c n l 一4 5 一c n 2 7 c n 卜4 4 一c n 2 2 5c n l - 4 3 一c n 2 - 6 c n l 4 2 一c n 2 2 4 c n l - 4 l c n 2 5 c n i 一4 0 一c n 2 2 3 c n l 一3 9 c n 2 4 c n l 3 8 一c n 2 2 2c n i 3 7 c n 2 3 c n l - 3 6 一c n 2 2 l c n l - 3 5 c n 2 2 c n l ，3 4 一c n 2 2 0 c n l 一3 3 c n 2 一l c n l 3 2 一c n 3 3 5 c n l 3 1 c n 3 1 6 c n f 3 0 一c n 3 3 4c n i 2 9 一c n 3 一1 5 c n l 一2 8 一c n 3 。3 3c n l 一2 7 一c n 3 1 4 c n l 2 6 一c n 3 3 2 c n l - 2 5 一c n 3 1 3 c n i 2 4 一c n 3 3 ic n i 2 3 一c n 3 f 2 c n1 2 2 一一c n 3 3 0c n l 2 j c n 3 1l c n l 2 0 一c n 3 2 9c n l 1 9 一c n 3 一1 0 c n l - 1 8 一c n 3 2 8c n i - 1 7 一c n 3 9 c n l 1 6 一c n 3 2 7 c n i 1 5 c n 3 8 c n 卜1 4 一c n 3 2 6c n l 1 3 一c n 3 7 c n l 1 2 一c n 3 2 5 c n i i l c n 3 6 c n l 1 0 一c n 3 2 4 c n l 9一c n 3 5 c n l 8 一c n 3 2 3 c n l 一7 c n 3 4 c n l 一7 一c n 3 2 2c n l 一5 c n 3 - 3 c n l 6 一c n 3 2 l c n 卜3c n 3 2 c n l 4 一c n 3 2 0c n l - l c n 3 - 1 2 2 6 数字量输出板m i c 2 7 5 2 采集系统的数宁量输出板是1 6 路光f 邮鬲离数字量输入模块m i c 2 7 5 2 ，并f 1 具有较 f 所输 | 驱动能力，和数字量输入板m i c 2 7 3 2 一样，也提供了2 5 0 0 v o c 隔离保护，侮一 个输通道也鄙划1 应着i o 板t j 的l b i t 。m i c 2 7 5 2 的主要特性如下【5 l ： 河北人。：l ：学硕i ：7 1 节论文 n l 输出r 乜压：5 - 4 0 v d c 集电极开路( n p n ) 输出电流：每通道最大值为2 0 0 m a 隔离电压：2 5 0 0 v d c 通过量：10 k h z 功耗：1w 5 v 本论文m i c 2 7 5 2 的输出信号仍使用2 个a d a m 3 9 3 7 接；l 。接线如图2 1 0 所示， 管脚关系见表2 1 。 1 2 第： 章w in d o w sc e 操作系统的定制j r 发 第3 章w i n d o w sc e 操作系统的定制开发 3 1w in d o w sc e n e t 的集成开发工具 p l a t t b r mb u i l d e r ( 简称p b ) 是在w i n d o w sc e n e t 平台下定f l i , j f 茨入式操作系统的集 成j l ：发川：境( i d e ) ，它提供了所_ f 设计、创建、编泽、测试和调试w i n d o w sc e n e t 系 统的：1 1 ：具1 1 6 】，同时，开发人员还可以通过它来开发应刖程序和驱动程序1 6 1 1 圳。 p bl f lw i n d o w sc e n e t 系统的大景组件，这些组件是w i n d o w sc e n e t 的基本元素。 p b 提供的组什几乎涉及了所有的技术领域，开发时只要选择需要的组件就可定制出符 合善= 体要求的w i n d o w sc e n e t 系统。下面介绍w i n d o w sc e 中的几个重要! i f f - t ：。 b s p ( b o a r ds u p p o r tp a c k a g e ) ：w i n d o w sc e n e t 支持的c p u 包括x 8 6 系列、a r m 系列和m i p s 系列等日d ，j 流行的多款c p u 系统。 核心操作系统特性( c o r eo s ) ：核心操作系统服务提供了w i n d o w sc e n e t 系统通用 的基础功能，包括文件系统和数据存储、应用程序和服务开发、通信服务和网络、字体、 多媒体、安全和用户界面等。 攻符驱动程序( d e v i c ed r i v e r ) ：包括多种w i n d o w sc e n e t 下使用的设备驱动程序 耍声卡、显卡、网卡、串口、并j j 和u s b 等。 自定义特性：当p b 巾没有提供开发者要求的组件( 如采集板的驱动程序) 时，了f ： 发人员可以自己编写，并做成组f ，| ：添到自定义特性巾，再次使用时可以像p b 中的固有 组件一样添加到要定制的系统中。 3 2 基于w in d o w sc e n e t 采集系统的开发过程 在定制w i n d o w sc e n e t 系统时，为了减小功耗和系统内核的空划，不应添加那些 不需要的特性，但因为系统生成后不能再修改特性，若需要添力i l 或删除w i n d o w sc e n e t 系统的某些特性，必须重新定制系统，定制的步骤较多，生成内核的时间也比较长，因 此在定制系统时，也要把一些以后可能用到的特性添加进去。在定制系统时，要兼顾内 核l l i j h 空川的大小和系统的扩展。系统的定制流称图如图3 1 所示。 鎏兰：坚兰生：j 兰 本论文i 5 计的系统- | 工控机c p u 卡上是i n t e l m m x 2 6 6 m h zc p u ，因此在b s p 特性中选择c e p c ：x 8 6 ， 在基础类库中选辑a c t i v e t e m p l a t el i b t a r y ( a t l ) t 活动接板 库) 、cl i b r a r i e s & p , u n t i m e s ( c 链接库) 、m i c r o s o f t f o u n d a t i o n c l a s s ( m f c 娄库) 、应用程序模块中选择a c t i v e s y n e ( 数据 同步软件) 。在操作系统核心服务中选择u s bh o s ts u p p o r t ( u s b 支持) ，在通信服务模块中选择i n t e r n e t 连接共享， 在文件系统模块i _ f 1 选择注册表存储系统，并且选择i d e 驱 动、c f 驱动、8 1 3 9 唰卡驱动。 新建p bl 冉i 定制a i 鲍哉f 台 | j 配置系统组仆 | f 添加臼定义特性 l ，上成操作系统 剀3 1w i n c e 系统定制过f d 有些特性可能需要其他特性的支持，p b 会自动检4 特性削的依赖关系并将年h 关特 性添_ j j 【| 进来。 山图3 - 2 所示的w j n d o w sc en e t 系统界面可以看出，w ln d o w sc en e t 的具有o 普 通桌血系统类似的用户界面。 幽3 - 2w i n d o w sc en e l 系统界面 1 4 第：j 章w i n d o w kc e 操作系统的定制- 丌发 3 3win d o w so e n e t 从硬盘( o f 卡) 启动方法 做好w in d o w sc e n e t 系统内核并对c p u 卡m i c - 2 3 5 2 做好榭应的i 殳置，用，j 自定制 的w jn d o w sc e n e t 就可以在工业控制计算机上运行 竹：m c - 2 3 5 2q - , c f 卡为主箍，硬盛为从盘，nj i - u j i i 载镜像文件之前必须在b i o s 。l j 设好4 1 从盘。加载i 核文件的具体步骤为n 引： 1 ) 为摧于p c 的w in d o w sc e 硬件开发平台c e p c 创建启动盘：在开发机上， 4 2 0 c e p b u t i l i t je s 路径下，运行w e b s e t u p e x e 文件，为歼发工作站的w i n d o w s 目录安装应用程序w e b i m a g e 。通过这个实用程序呵 以创建启动盘镜像( 你只需要在开发机上安装一次这个实丌j 程序) 。在 w i n c e r o o i p u b li c c o n l h l o n o a k c s p i 4 8 6 b i o s l o a d o r d is k i m a g e s 文件夹一f ， 运行s e t u p d i s k 1 4 4 ，为硬盘c f 卡创建一个b i o sb o o t1 0 a d e r 启动盘。 2 ) j t ：芹；工控机，按d e l e ，l e 键进入b i o s ，修改设胃，设定系统次序( b o o ts e q u e n c e ) 为 先从软盘启动。 ：；) 抑：软驱t j 插入一张带有s e t u p d i s k 1 4 4 镜像的启动盘，重启工控机，进入d o s 界面， 当川现a 提示字符后，键入f d i s k 指令，使j jf d i s k 将月标设备创建一个活动f j 勺主 d o s 分区。凼为b i o sb o o tl o a d e r ( b l d r ) 目i j 订不支持f a t 3 2 ，所以刨建的分区必须 是附rj2 或f a t l 6 或大小与其兼容。 4 ) 建立完分区后必须允许一个分区具有开机功能，# h 订- t 需要选中“s e ta c t i v e ”项， 状态栏中标示“a ，的表示为a c t i r e 的硬盘。创建好分区后退出f i ) i s k 。 5 ) 在d o s 命令提示符下，用f o r m a t 命令格式化新的分区。 6 ) 使j f jm k d i s k ，b a t 写入b s e c t i 讯；到引导扇区，命令格式是：m k d i s k 。这时， l - lf ，j ：i 殳备已经包含个可引导的活动分区，包含一个b s e c t i m g 和b l i ) r 两个文件 ( i j f 导扇区的代码在f a t 文件系统之外的，1 是不可见的) 。 7 ) 通过u s b 口在开发机上拷入镜像文件。注：旦存贮设备配置成b i o sl o a d e r ，那 个b i n 文件一定要放在根目录。默认情况下，将从根目录查找并调斤jn k b i n 。因为 存取设备用的是一个标准的fa ，i 文件系统，所以它可以引导台式机。 这州。黍肩丌发机可以腑动定制好的w i n d o w sc e n e t 操作系统。 1 5 河北人学i ：。硕l ：学何论文 第4 章w in d o w sc e n e t 驱动程序开发 4 1w in d o w sc e n e t 驱动程序的模