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便携式设备巡检仪中关键器件的驱动开发

张勇  
【摘要】:随着信息技术的发展和数字化产品的普及,嵌入式技术得到广泛深入的应用。在工业自动化控制领域,随着工业生产技术的进步,使其对仪器仪表提出了更高的要求:功能丰富、高可靠性、响应速度快、体积小、功耗低、便于使用、能够与PC机通讯等。而嵌入式技术在硬件和软件上都可以很好的满足这些要求。 旋转机械状态监测对于旋转机械运行安全,降低设备维修费用,提高设备利用率有重大意义。基于嵌入式技术的便携式设备巡检仪是旋转机械状态监测中的重要工具。它主要实现多通道振动信号的采集、保存和进行简单的信号分析处理功能。目前国外的设备巡检产品大都价格昂贵,而国内的产品普遍存在数据存储容量小、功能简单、体积比较笨重等缺点。 针对便携式设备巡检仪中存在的数据存储容量小、人机交互差、体积比较笨重这些缺点,本文采用即插即用的USB(通用串行总线)通信技术来替代原有的以太网技术,及时地把仪表中采集到的历史数据上载到PC机(个人计算机)中,以缓解仪表自身数据存储容量小的问题;运用触摸屏技术来替代原有的键盘和显示器,大大减小了仪表的体积和重量。 本文设计利用PXA255微处理机(巡检仪的核心微处理机)中已集成的UDC(USB器件控制器)硬件模块,对UDC进行驱动软件的开发,来实现仪表的USB通信功能;在PXA255微处理机的外部扩展触摸屏控制器ADS7843芯片,并对该芯片进行驱动软件的开发,来实现对触摸屏的控制功能。 为了不增加驻留在内存中的操作系统内核的体积,本文把驱动软件设计为内核动态加载模块,并且在满足实际功能的前提下,最大限度的减小了软件的体积,做到“量体裁衣”,以适应嵌入式系统有限的存储空间。 本文分析了USB设备控制器(UDC)硬件功能结构,对中断处理、端点操作、挂起/恢复、复位等控制功能单元进行驱动程序的编写,实现了巡检仪作为USB从机的控制传输和数据传送/接收功能;在完成了对核心微处理器外围触摸屏控制器ADS7843芯片的扩展后,通过分析引脚信号功能、中断请求与中断处理、控制字的读/写、数据转换的时序、按键坐标定位等,对相应的控制功能模块进行了驱动程序的编写,实现了对触摸屏的控制功能和屏上按键坐标的确定。


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