WinCE嵌入式與MSP430單片機(jī)串口通信的研究

　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)用場合比如多點溫度采集、多點轉(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，將各獨立系統(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，是設(shè)計電池供電系統(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位的實時嵌入式窗口操作系統(tǒng)，其最大的特點是使用了分層結(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)??；谇度胧絎inCE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。
　　微軟提供了PB（Platform Builder）作為定制WinCE操作系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境。PB環(huán)境支持多種功能模塊和硬件接口，可以根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的具體硬件配置進(jìn)行WinCE的裁剪和定制，定制WinCE平臺的流程如圖2所示。首先，通過安裝和創(chuàng)建設(shè)備驅(qū)動程序?qū)W(wǎng)卡、串口、顯示驅(qū)動、USB和電源驅(qū)動等硬件進(jìn)行定制；然后，定制系統(tǒng)組件和服務(wù)，包括TCP／IP、FTP、MFC、Telnet等，并根據(jù)硬件配置和操作系統(tǒng)的應(yīng)用特性修改配置文件；最后，生成操作系統(tǒng)映像文件，通過網(wǎng)口或串口將其下載到目標(biāo)設(shè)備中運行。定制完成后，導(dǎo)出應(yīng)用程序開發(fā)工具包SDK。
　　
　　3 串口UART模塊