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详解根据Windows CE的激光切割机开放式数控系统的研讨

前言Windows CE是微软公司开发的一个开放、可升级的32位嵌入式操作系统。与Windows 95 /98、WindowsNT不同的是,Windows CE是所有源代码全部由微软自

前语

Windows CE是微软公司开发的一个敞开、可晋级的32位嵌入式操作体系。与Windows 95 /98、WindowsNT不同的是,Windows CE是一切源代码悉数由微软自行开发的嵌入式新式操作体系、其操作界面虽来源于Windows 95 /98,但Windows CE是依据Win32 AP I从头开发的、新式的信息设备渠道。Windows CE具有模块化、结构化和依据Win32运用程序接口以及与处理器无关等特色[ 1 ] 。微软在2002 年推出了新一代Windows CE. NET后,其功用有了更进一步的进步,支撑蓝牙技能、支撑TCP / IPv6,并在实时多任务操控范畴得到了成功的运用[ 2 ]。相关于DOS,Windows CE. NET是运转于保护模式的多线程32位操作体系,特别合适数控体系的多任务并行机制,而它的内存保护功用关于数控体系的稳定性具有重要意义: 相对Windows桌面操作体系,Windows CE. NET是嵌入式实时操作体系,其共同体系结构和运转机制使其可以快速呼应外部中止触发,并调度相关运用程序进行处理[ 3 ] ,因而它可以满意数控体系的实时性要求。Win2dows CE. NET是一个实时操作体系,它供给了实时开发所需的重要技能,其间包含:

(1) 256级线程优先权为在嵌入式体系内操控

线程时序供给更大的灵敏性。

(2)中止嵌套答应更高优先级的中止马上被履行而不用比及较低优先级的中止服务程序履行结束。内核能嵌套CPU所支撑的悉数数量的中止服务程序。

(3)每一线程的时刻片答应运用程序在多线程原则上设置时刻片,这就意味着可以使调度程序习惯运用程序的当时要求。

(4)优先权倒置是指当两个线程竞赛同一个资源时,资源被低优先级的线程占用而延迟了高优先级线程的履行的景象。为了纠正这种景象并开释高优先级的线程,Windows CE答应低优先级线程承继愈加紧迫的线程优先级而且以更高的优先级来运转直到它开释它所占用的资源。

1.Windows CE体系开发渠道的定制

为了运用户可以便利的将Windows CE转向一个新的硬件渠道,微软供给了完好的开发东西p latformbuilder 4. 2,它包含了一些必需的东西,以便开发人员可以为组件化的操作体系版别创立特定渠道的软件开发包( SDK) 。渠道导游( Platform Wizard)答应开发人员依据即将创立设备的类型简洁便利地树立新的渠道,参见图1。


图1Windows CE体系渠道定制示意图

要创立一个依据Windows CE. NET的操作体系渠道,有必要经过下面几个过程: ①挑选一个规范的开发板( SDB ) 来创立Windows CE 渠道。②运用渠道导游(Platform Wizard)中备选的设备及目录中所罗列的特征对渠道进行定制。③Build 并生成镜像文件( im2age) 。④将渠道下载到方针设备,调试渠道。⑤渠道创立结束,输出软件开发东西包( SDK) 。

定制渠道时,用户可以开发自己的OEM硬件适配层(OAL) ,OAL是处于Windows CE体系内核与方针设备硬件之间,用来笼统硬件功用的衔接层,完结操作体系的可移植性。OEM硬件适配层分为OEM笼统层和设备驱动程序两部分。

硬件开发渠道是用于模仿嵌入式体系设备的方针设备,可用于开发、调试和验证定制渠道的功用。Plat2form Builder支撑依据PC机的硬件开发渠道(CEPC) ,CEPC是最灵敏的Windows CE设备,很适用于嵌入式体系的开发调试阶段。

2.敞开式激光切开机数控体系的总体规划和完结

2.1数控激光切开机的组成


图2 激光加工体系示意图

数控激光切开机由激光切开机主机、CO2激光器、水冷机、外光路体系、数控体系及主动编程软件等组成[ 4 ] (见图2) 。其间激光器及外光路体系是数控激光切开机的要害配套部件,其功用指标将直接影响激光切开板材的切开质量,而激光切开机主机则是完结激光进行优质切开的载体。所以,对数控激光切开机主机的开发规划显得尤为重要。

2.2依据工业PC机的敞开式数控体系的剖析与结构

跟着近年来计算机技能的开展,工业PC机和模块化的集成电路逐步进入数控范畴, PC机以其特有的敞开性成为敞开式数控体系的根底,它丰厚了数控体系的硬、软件资源,有利于完结总线式、模块化、敞开化的数控体系,该体系使用盛行的操作体系渠道作支撑,选用规范的运用开发环境,具有较好的互操作性、移植性、互换性和伸缩性,展示了杰出的敞开功用,一起又具有便利、灵敏的特色。一起充分使用Windows CE强壮的图形界面功用、多线程机制和多媒体定时器来处理数控软件的实时多任务处理才能,其杰出的软硬件兼容才能可以完结树立在规范总线根底上的模块化敞开式数控体系。敞开式数控体系可选用分层的体系结构,如图3所示。各层之间完结阻隔,层与层之间经过规范的接口进行通讯,完结了敞开式操控体系应有的分层体系结构,使数控软件易于拼装、扩大和保护。第一层为办理层。它是体系的界面部分,可完结体系的办理、显现、确诊和监控。经过呼应状况挑选控件发生的不同音讯来进行不同界面之间的切换,其调用操作由操作体系办理完结。


第二层为功用单元层。它是体系的操控部分,包含代码生成、编译解说、插补运算和运动操控, I/O 处理和数据收集等,是相对独立的功用单元。它们之间经过在软件中树立的多个数据缓冲器来进行很多的数据交换。译码可将数控指令解说成为体系内部的数据格式,插补运算完结数据插补发生加工数据、速度处理和辅佐功用设备操控。运动操控程序完结方位伺服的操控。I/O信号处理模块接纳各种按键的输入,转化为程序变量或体系音讯以供操作。数据收集模块担任收集各运动轴的信息和A /D信号,用于完结数据实时显现、实时操控等功用。

第三层为支撑层,包含运动操控卡、运动操控器的设备驱动程序、I/O卡和工业PC机。

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