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多MCU基于数据库实现方法的研究

连翔宇  
【摘要】: 随着单片机技术的发展,单片机控制系统在各种场合应用越来越广泛。单片机控制系统的一般设计方法是根据用户提出的固定要求对系统外围的硬件设备和系统软件进行设计。一旦系统功能确定以后,如果用户需要对输入、输出信号、数据结构、显示页面和按钮功能等进行修改,必须重新编写源程序,系统软件的复用功能差,重新开发需要的周期长,因此系统的可维护性和可升级性能较差。 目前大型的控制系统大都采用通用工业自动化组态控制软件开发应用程序。用组态软件开发的应用程序,当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时,不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级。市场上流行的组态软件有国外Wonderware公司的Intouch、国内昆仑通泰公司的MCGS和北京亚控公司的组态王(Kingview)等。这些组态软件本身价格昂贵,需要操作系统支持。上位机使用PC机或高档的嵌入式系统为组态软件提供人机界面支持。因为它的成本较高,一般的单片机控制系统很少选用。 本文结合组态软件的优点和传统的单片机系统控制软件的不足,提出一种低成本动态组态单片机控制系统的解决方案。将一些常用的函数作为系统的应用程序保存在单片机的固定程序中,而页面信息、输入输出端口信息、系统的功能、流程等都通过配置文件进行组态。 文章从分析传统的单片机控制系统特点入手,提出小型动态组态控制系统的系统架构。根据系统架构特点,分别从通用的硬件结构和软件模块两方面进行讨论。硬件模块由主控模块、人机交互界面、外部存储和I/O端口模块四部分组成。结合系统的硬件构成,设计单片机核心控制、屏幕显示及键盘处理、大容量外部存储模块读写、I/O端口控制模块的通用程序。 系统的核心部分是对存放在大容量外部存储设备上的组态系统控制配置文件的操作。包括对配置文件的存放、读取、解析,并根据配置文件对系统的人机交互界面及I/O端口进行控制输出。系统采用标准的XML文档作为动态组态控制系统的配置文件。由于单片机的内存空间小,处理速度慢,无法应用现有的XML解析程序。本文在分析XML文档结构特点的基础上,设计了一种针对单片机平台使用的XML解析程序。通过系统自带的解析程序能方便地对XML程序进行查找、读取、解析及改写。 最后用本文提出的动态组态系统实现了一个实际的多路洗衣机洗液分配控制系统。


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