论文部分内容阅读
随着我国工业化的高速发展,对工业自动控制的要求也在不断地增长和提高。触摸屏,作为一种可视化的人机接口,以其小体积和高可靠性的特点逐步取代传统的按钮控制和仪表监控,成为工控界人机接口的主流。本文分析了触摸屏设备的特点、国内外现状及发展趋势,设计了一种基于嵌入式实时操作系统WinCE 5.0,并以ARM9系列的AT91SAM9261为核心处理器的大型触摸屏控制器。综合考虑触摸屏设备的功能需求,提出了该课题的设计指标,制定了触摸屏控制器总体设计方案,并从控制器硬件设计和操作系统移植两个方面给出了具体的实现。以模块化和结构化的思想设计和实现了硬件平台。分析了触摸屏控制器中的主要硬件模块,包括处理器核心模块、存储模块、触摸板模块、键盘模块、以太网模块和USB主从模块,给出了硬件设计方法及电路实现。建立了硬件测试环境,对各个硬件模块进行调试。基于搭建好的硬件平台,重点研究了嵌入式操作系统WinCE 5.0的移植和BSP的开发。分析了WinCE 5.0操作系统的体系结构和移植原理,在深入理解三星公司S3C2410 BSP的基础上,给出了基于AT91SAM9261的WinCE 5.0 BSP的开发流程。详细分析了WinCE 5.0 Bootloader的工作原理和架构,根据触摸屏系统的功能需要和硬件资源分配,设计了触摸屏设备的Bootloader并给出了具体的开发步骤。深入研究了OAL的功能和原理,对OAL开发中的重要函数和主要模块,给出了具体的实现。针对触摸屏控制器的主要硬件模块,在分析WinCE 5.0的中断模型和中断机制的基础上,开发了触摸屏驱动程序、矩阵键盘驱动程序和USB主机驱动程序。在开发的BSP基础上,利用WinCE 5.0操作系统定制工具Plarform Builder进行了操作系统内核的定制和编译,同时对操作系统的性能进行了测试。测试结果表明:WinCE 5.0操作系统可成功移植到触摸屏控制器上,并能满足工业现场的实时性要求。本课题对于基于ARM9和WinCE的触摸屏设备的开发具有很高的参考价值,对于其它基于ARM和WinCE的开发也具有一定的参考价值。