基于嵌入式WinCE與MSP430單片機(jī)多串口通信設(shè)計(jì)

摘要：在遠(yuǎn)程監(jiān)控和工業(yè)自動化系統(tǒng)中，串口通信因其具有連接簡單、使用方便、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。討論了采用WinCE嵌入式與MSP430單片機(jī)構(gòu)建串口多機(jī)通信系統(tǒng)的問題，在分析了WinCE操作系統(tǒng)與MSP430單片機(jī)串口模塊特性的基礎(chǔ)上，給出了進(jìn)行串口通信的總體框圖，針對實(shí)際串口通信存在的問題制定串行通信協(xié)議，然后在該系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)上根據(jù)需要定制WinCE系統(tǒng)內(nèi)核，最后實(shí)現(xiàn)串口通信設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)能夠達(dá)到多串口通信的要求。
關(guān)鍵詞：WinCE；MSP430；TCP／IP；串口通信協(xié)議

目前WinCE嵌入式與MSP430單片機(jī)在儀器儀表、工業(yè)控制、移動設(shè)備等有著廣泛的應(yīng)用。在很多復(fù)雜的應(yīng)用場合比如多點(diǎn)溫度采集、多點(diǎn)轉(zhuǎn)速采集，一個單片機(jī)不能滿足要求，需要多臺單片機(jī)協(xié)同工作，此時，多臺單片機(jī)通信是實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。以基于WinCE嵌入式設(shè)備為核心，取代傳統(tǒng)意義上的PC機(jī)，采用TCP／IP通信機(jī)制搭建的串口通信系統(tǒng)，結(jié)合嵌入式設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將各獨(dú)立系統(tǒng)復(fù)雜的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一的轉(zhuǎn)化，特別適用于遠(yuǎn)程、多機(jī)串口通信，具有重要的使用價值和應(yīng)用前景。

1 硬件平臺
1)WinCE嵌入式采用友善之臂mini2440開發(fā)板作為硬件平臺，mini2440開發(fā)板主要的硬件資源包括：SamsungS3C2440A，主頻400MHz，最高533 MHz；1個100 M以太網(wǎng)RJ-45接口(采用DM9000網(wǎng)絡(luò)芯片)，1個通用異步串行口(UART)；2個USB數(shù)據(jù)接口；1個LCD控制器；1個64MSDRA-M；1個SD卡接口；以及鍵盤接口和IDE接口等，利用上述的核心硬件資源，根據(jù)需要定制相關(guān)的內(nèi)核，在EVC集成開發(fā)環(huán)境中編寫應(yīng)用程序。
2)MSP430F149單片機(jī)是TI公司芯片，它具有集成度高、外圍設(shè)備豐富、超低功耗、1．8～3．6 V的低電壓供電范圍，5種可選的低功耗模式，低于6μs的喚醒時間等優(yōu)點(diǎn)，是設(shè)計(jì)電池供電系統(tǒng)的極佳選擇。由于具有16位RISC結(jié)構(gòu)，16位寄存器和常數(shù)寄存器，MSP430達(dá)到了最大的代碼效率。數(shù)字控制的振蕩器提供快速從所有低功耗模式蘇醒到活動模式的能力，時間少于6ms。MSP430F149帶有2個16位定時器(帶看門狗功能)、速度極快的8通道12位A／D轉(zhuǎn)換器(ADC)(帶內(nèi)部參考電壓、采樣保持和自動掃描功能)、1個內(nèi)部比較器和2個通用同步／異步發(fā)射接收器，硬件乘法器提高了單片機(jī)的性能并使單片機(jī)在編碼和硬件上可兼容，所以在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
3)PC機(jī)與WinCE嵌入式通過100 M／S以太網(wǎng)接口連接，WinCE嵌入式與MSP430F149通過RS232進(jìn)行通信，串口通信總體框圖如下圖1所示。

2 WinCE嵌入式平臺定制
WinCE嵌入式操作系統(tǒng)是一個緊湊、高效、可擴(kuò)展開放的、可裁減的、32位的實(shí)時嵌入式窗口操作系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)是使用了分層結(jié)構(gòu)技術(shù)，使系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性和定制性，使應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)獨(dú)立于具體硬件，以適應(yīng)各種特殊的應(yīng)用環(huán)境。操作系統(tǒng)從邏輯上可以分為硬件層、OEM層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用程序?qū)印?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/基于">基于嵌入式WinCE開發(fā)平臺的定制主要是對操作系統(tǒng)層和OEM層進(jìn)行定制。