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WinCE5.0的BSP构建及其在工业控制中的应用

2020-12-01阅读(145)

WinCE5.0的BSP构建及其在工业控制中的应用

论文摘要

在工业领域中32位嵌入式微处理器和WinCE5.0操作系统的应用越来越广泛。高速工业绣花机是为了满足纺织服装领域批量、规模生产的需要发展起来的高自动化、高生产效率的自动化刺绣设备。但目前国内能开发的公司屈指可数,技术实力和创新能力无法与国际企业相抗衡。针对上述情况,在研究室已开发研究的中低速平绣工业绣花机课题的基础上,将WinCE5.0嵌入式操作系统应用在高速工业绣花机上。设计了一种基于硬实时嵌入式操作系统WinCE5.0、32位RISC架构ARM9处理器S3C2440A为主控芯片的高速工业绣花机控制器。整机以高速、高质量为目标,采用伺服电机作为主轴驱动,步进电机作为X/Y轴驱动,带USB和Ethernet接口,预留特种绣接口,带高分辨率彩色触摸屏,功能强大,操作界面友好。本文分析了系统底层软件平台的实现方法及硬件平台的设计方法。包括WinCE5.0操作系统的结构和定制原理,并给出了基于具体硬件平台的WinCE5.0操作系统的定制流程。根据高速工业绣花机系统的功能需要和硬件资源分配分析了基于S3C2440A的WinCE5.0 BSP包的开发及配置方法,给出了BSP包的实际开发流程及方法。针对WinCE5.0驱动程序的开发做出了具体分析,并结合对高速工业绣花机实际应用总结了开发方法及流程。对WinCE5.0的文件系统及注册表的结构也进行了系统的分析,提出了适合工业控制设备的注册表结构。本文重点解决了高速工业绣花机硬件、驱动及操作系统底层软件的开发问题。文中详细分析了WinCE5.0的Bootloader的原理和架构,根据系统的功能和需求对硬件资源进行分配,同时为了系统的通用性、兼容性和可扩展性做出了相应的预留。设计和实现了一系列针对高速工业绣花机的专用流驱动程序,并将驱动程序成功加入至内核中。针对高速工业绣花机平台对WinCE5.0的文件系统与注册表进行开发与配置。定制了高速工业绣花机的WinCE5.0操作系统,通过功能测试和系统整体测试,定制的操作系统运行状况良好,占用资源少,效率高。根据已生成内核导出的SDK可为应用软件的开发提供支持。本文展望了WinCE5.0在工控设备中的应用前景,同时也对绣花机在缝制设备领域的发展和应用前景表示关注。本课题的研发将有助于高速工业绣花机的尽快国产化。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景及意义
  • 1.1.1 课题的背景
  • 1.1.2 课题的意义
  • 1.2 高速工业绣花机国内外研究现状与发展趋势
  • 1.2.1 研究现状
  • 1.2.2 发展趋势
  • 1.3 本课题的主要研究内容与任务
  • 第二章 高速工业绣花机硬件设计方案
  • 2.1 控制系统总体结构
  • 2.2 硬件系统总体设计
  • 2.2.1 主控制板设计
  • 2.2.2 系统驱动结构划分
  • 2.2.3 CPLD 模块设计
  • 2.3 硬件资源分配
  • 2.3.1 地址分配
  • 2.3.2 定时器分配
  • 2.3.3 I/O 分配
  • 2.3.4 中断分配
  • 2.4 本章小节
  • 第三章 WinCE5.0 BSP 的开发与移植
  • 3.1 BSP 的整体架构
  • 3.2 BOOTLOADER 的设计与实现
  • 3.3 系统启动界面的设置
  • 3.4 本章小节
  • 第四章 驱动程序开发
  • 4.1 流驱动架构及其接口
  • 4.1.1 驱动形式及架构
  • 4.1.2 流驱动接口
  • 4.2 高速工业绣花机中的驱动程序
  • 4.2.1 绣花机中驱动程序的分配
  • 4.2.2 驱动程序的中断处理
  • 4.2.3 驱动程序的具体实现
  • 4.3 WinCE5.0 虚拟地址映射
  • 4.4 应用程序与驱动程序的同步与交互
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 WinCE5.0 文件系统及注册表的开发与配置
  • 5.1 WinCE5.0 文件管理器及存储空间分配
  • 5.1.1 WinCE5.0 文件管理器的结构
  • 5.1.2 WinCE5.0 存储空间分配
  • 5.2 WinCE5.0 注册表的原理
  • 5.3 高速工业绣花机中注册表的开发
  • 5.4 WinCE5.0 映像的创建及移植
  • 5.5 系统测试
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文

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