嵌入式多功能控制器0P7200及應(yīng)用

近年來，電子裝備自動測試系統(tǒng)進(jìn)入了以小型化、智能化、綜合化、信息化為發(fā)展方向的新時期，同時兼顧實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)等要求。0P7200是一款新型嵌入式多功能控制器，它具有可靠性高、體積小、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，滿足便攜式測試系統(tǒng)的要求，同時具有以太網(wǎng)接口，便于組建大型分布式測控系統(tǒng)。以0P7200在應(yīng)答機(jī)自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用為例，詳細(xì)介紹了0P7200的接口應(yīng)用和軟件開發(fā)。該系統(tǒng)利用0P7200豐富的接口簡化了總體設(shè)計，并且通過使用觸摸屏簡化了測試操作，提高了測試效率。

1 0P7200多功能控制器簡介
1．1 外觀
0P7200具有9個薄膜按鍵，1／4 VGA(320×240像素)帶程控開關(guān)的白色背光LCD和4 096×4 096模擬量觸摸屏，如圖1所示。0P7200外形尺寸為144 mm×112 mm×43 mm，已通過CE認(rèn)證，可在惡劣的工作環(huán)境中穩(wěn)定工作。

1．2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
0P7200多功能控制器的內(nèi)核是Rabbit 2000微處理器，它以CPLD作為譯碼單元，同時擴(kuò)充片外Flash存儲器和SRAM存儲器。在接口方面，微處理器Rabbit 2000直接控制RS485、RS232、以太網(wǎng)等接口，同時利用CPLD可實(shí)現(xiàn)對其他接口的控制，如數(shù)字輸入／輸出接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換控制接口，LCD顯示控制接口、鍵盤控制接口、觸摸屏控制接口等。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1．3 引腳功能描述
0P7200的引腳配置如圖3所示，各引腳功能描述如下：1)19路開關(guān)量輸入通道，輸入電壓范同為±36 V且?guī)в羞^壓保護(hù)功能；2)8路開關(guān)量輸出通道，每路可以用軟件進(jìn)行單獨(dú)配置，且每個通道在有源時最大可輸出電壓40V、電流350 mA，無源時最大可輸出電壓40 V、電流250 mA，三態(tài)時最大輸出電壓40 V；3)模擬量采集通道，單端輸入時提供8路11位分辨率的模擬輸入通道，差分輸入時提供4路12位分辨率的模擬輸入通道，且輸入信號可用軟件設(shè)定增益，單端輸入時在0～20．0 V范圍內(nèi)有8種選擇，差分輸入時在0～±20．0 V范圍內(nèi)也有8種選擇；4)10Base T以太網(wǎng)接口，帶RJ-45接口；5)3個串口，其中包括1個RS485接口，2個3線的RS232接口；6)復(fù)位引腳，低電平有效；7)2個外部電源接口，可使用9～40 V的直流電源或24 V的交流電源，且內(nèi)部具有穩(wěn)壓電路。同時，OP7200內(nèi)部有可更換的3 V硬幣型鋰電池，用于保持實(shí)時時鐘和SRAM。

1．4 軟件開發(fā)環(huán)境
OP7200的編程使用Z-World工業(yè)級的Dynamic C(或動態(tài)C)軟件開發(fā)平臺，它是一套用于編寫嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)系統(tǒng)，專為Z-World控制器和基于Rabbit微處理器的控制器而設(shè)計的。
Dynamic C開發(fā)平臺集成了編輯、編譯、鏈接、裝載和調(diào)試等功能，還帶有許多函數(shù)庫，用來支持實(shí)時編程、芯片級I／O，支持國際字符、位圖圖像以及圓、線、矩形等圖形結(jié)構(gòu)的顯示。它還具有以下功能：1)函數(shù)串，這是一個動態(tài)C特有的概念，它允許在一個或多個函數(shù)中包含特殊的代碼塊。當(dāng)程序執(zhí)行到指定的函數(shù)串時，將執(zhí)行該串中所有的代碼塊。函數(shù)串支持軟件初始化、數(shù)據(jù)恢復(fù)以及其他多種任務(wù)的請求；2)互聯(lián)語句，它可以實(shí)現(xiàn)在一個程序中模擬多個并發(fā)事件；3)公有函數(shù)，允許在一個程序中模擬協(xié)作事件；4)部分聲明支持單個程序中的搶先事件；5)中斷關(guān)鍵字允許程序員使用標(biāo)準(zhǔn)C來編寫中斷服務(wù)程序；6)共享和保護(hù)關(guān)鍵字，主要用于實(shí)現(xiàn)受保護(hù)的數(shù)據(jù)在不同區(qū)域的實(shí)現(xiàn)共享或?qū)⑵浯鎯υ陔姵毓╇姷拇鎯ζ髦校?)動態(tài)C的特征之一，允許程序員最大限度地使用擴(kuò)展內(nèi)存。
Dynamic C還支持協(xié)作多任務(wù)處理和搶先多任務(wù)處理。協(xié)作多任務(wù)處理是一種同時執(zhí)行多種不同任務(wù)的方法，當(dāng)不需執(zhí)行任何立即任務(wù)時，每一個單獨(dú)任務(wù)都會自動遵守其運(yùn)行時間。搶先多任務(wù)處理是一種優(yōu)先處理優(yōu)先級較高的任務(wù)，一般程序通過中斷，強(qiáng)制執(zhí)行優(yōu)先級較高的任務(wù)。