嵌入式PC工程應(yīng)用的分析
出處:電子產(chǎn)品世界 發(fā)布于:2011-09-05 14:30:00
1. 引言
嵌入的概念由來已久,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,Smart PC、嵌入式PC等概念也應(yīng)運(yùn)而生。將嵌入式PC應(yīng)用于現(xiàn)代的各種電子設(shè)備中控制任務(wù),可簡化電子電路的設(shè)計(jì),節(jié)省儀器占用空間,減少設(shè)備體積,也可以縮短研制開發(fā)周期,節(jié)省研制經(jīng)費(fèi)的開支。嵌入式PC是指嵌入裝置內(nèi)部用于控制后臺設(shè)備工作的計(jì)算機(jī),具有中斷、存儲功能,主要用于提供人機(jī)接口、管理數(shù)據(jù)以及發(fā)送命令信息等。
2. 問題的提出
某套數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)由于研制時間距今已久,整套測試系統(tǒng)不僅組成臺件較多(圖1)而且采用的數(shù)字記錄設(shè)備為字符輪式打印機(jī),在進(jìn)行測試數(shù)據(jù)的打印輸出過程中,會產(chǎn)生很大的機(jī)械噪聲,而且控制電路也比較復(fù)雜,僅能打印有限的一些數(shù)字符號。由于對整套測試系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造涉及的任務(wù)量較大,研制周期較長,經(jīng)費(fèi)投入也較大,因而考慮僅對數(shù)據(jù)記錄設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,采用通用打印機(jī)(如針打、噴墨或激光打印機(jī))對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分類歸檔,匯集成漢字報表的形式打印輸出,同時要求對原操作規(guī)程及測試現(xiàn)象不能作大的改動。

由圖1可見,數(shù)據(jù)記錄裝置的改變必然需要對打印控制裝置進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn),使其滿足數(shù)據(jù)采集及報表打印的功能,并能夠?qū)y試數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲存,以備以后裝備維修及進(jìn)行可靠性分析時使用。
3. 技術(shù)方案
為了實(shí)現(xiàn)對外部專用測試設(shè)備測試數(shù)據(jù)的采集,在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時考慮設(shè)計(jì)一專用的數(shù)據(jù)采集電路實(shí)現(xiàn)同外部測試設(shè)備的數(shù)據(jù)接口;時序邏輯的實(shí)現(xiàn)則既可以通過搭建硬件電路實(shí)現(xiàn),也可以通過軟件編程再通過簡單的處理電路“軟實(shí)現(xiàn)”;數(shù)據(jù)記錄裝置考慮采用通用打印機(jī)(如針打、噴墨或激光打印機(jī),具體型號可根據(jù)實(shí)際情況而定)《同時設(shè)備測試數(shù)據(jù)根據(jù)建檔的需要,考慮進(jìn)行分類存儲于一大的硬盤上,以備后用;該裝置的控制,在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時即可以考慮采用單片機(jī)從而構(gòu)成一個單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),也可以考慮采用通用計(jì)算機(jī)。如果選用單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),對于數(shù)據(jù)記錄設(shè)備(硬盤、打印機(jī))則需設(shè)計(jì)相應(yīng)的接口電路及時序電路,并編寫相應(yīng)的軟件驅(qū)動程序才能完成這些硬記錄裝置的控制,開發(fā)周期及投入的研制經(jīng)費(fèi)必然相應(yīng)增加;采用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),由于在此系統(tǒng)中已經(jīng)內(nèi)嵌有對硬記錄裝置的接口電路,對這些裝置的控制則可以通過開發(fā)商提供的相應(yīng)驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn),從而免去上述的種種不利因素??紤]到實(shí)際應(yīng)用的要求,本方案選用嵌入式PC作為打印控制裝置的控制。該方案結(jié)構(gòu)見圖2。

4. 技術(shù)實(shí)現(xiàn)
由圖2可見,該技術(shù)方案主要以數(shù)據(jù)采集器、時序邏輯發(fā)生器、嵌入式PC及激光打印機(jī)四部分組成,實(shí)現(xiàn)對該測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄裝置的技術(shù)改造。其中數(shù)據(jù)采集電路主要完成對外部測試設(shè)備(數(shù)字電壓表、高度測量裝置)測試數(shù)據(jù)的采集,時序邏輯產(chǎn)生電路生成外部各測試設(shè)備所需的各種邏輯時序(圖3),而硬盤則作為測試數(shù)據(jù)建檔存貯用,測試數(shù)據(jù)的漢字報表輸出采用激光打印機(jī)實(shí)現(xiàn)。

從圖2可以看出,對打印控制裝置的技術(shù)改造并沒有考慮采用鍵盤及顯示器部分,這也是采用嵌入式PC作為控制的優(yōu)點(diǎn)之一。對于鍵盤及顯示器來說,它們僅在對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時才起作用,因而為節(jié)約成本,打印控制裝置樣機(jī)同樣沒有鍵盤及顯示器,其外觀同原設(shè)備基本一致,操作方式不變。嵌入式PC可以提供一個良好的操作平臺,可以使用DOS或Windows作為操作系統(tǒng),以語言實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的軟件編程調(diào)試。系統(tǒng)流程參見圖4,工作過程如下:需要對被測對象進(jìn)行測試檢查時,由時序邏輯產(chǎn)生電路產(chǎn)生規(guī)定的邏輯時序(圖3示),外部測試設(shè)備在此時序邏輯的控制下開始對被測對象進(jìn)行參數(shù)測試;同時該時序產(chǎn)生電路將產(chǎn)生相應(yīng)的中斷請求信號,請求PC系統(tǒng)對外部測試設(shè)備送出的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;PC系統(tǒng)對采集到的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總,存儲于相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)庫中,并將測試結(jié)果以規(guī)范的漢字報表形式通過激光打印機(jī)打印輸出。

5. 結(jié)語
本裝置采用嵌入式PC的技術(shù)方案,從方案論證到樣機(jī)試制完成所需時間不到兩個月,由此可見,采用嵌入式PC開發(fā)儀器設(shè)備管理系統(tǒng)的便利之處,它不僅大大地降低了工程設(shè)計(jì)人員的勞動強(qiáng)度,也節(jié)省了技術(shù)開發(fā)的重復(fù)投入,從而也大大地節(jié)約了研制經(jīng)費(fèi)。
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