基于 ARM 的繡花機控制系統設計

3.2 圖形顯示程序

進行圖形界面（GUI）的設計同樣需要加載多媒體庫 WindML，WindML 支持多線程和多任務，但圖形的資源是一定的，為了防止多線程之間產生資源沖突，需要使用互斥信號量鎖定資源。在使用一組繪圖函數前，用 uglBatchStart(gc)通過互斥信號量鎖定圖形上下文， 圖形設備及緩沖，并隱藏光標。繪圖操作完成后，再用 uglBatchEnd(gc)釋放被鎖定的資源， 以被其他的繪圖函數使用。以下根據 WindML 的編程流程，以繪制直線為例給出一個繪圖 操作的程序：

{

UGL_GC_ID gc;

......

uglInitialize(); // 初始化

......

uglColorAlloc(devId, colorTable[GREEN].rgbColor, UGL_NULL,

colorTable[GREEN].uglColor, 1); // 配置顏色

......

gc= uglGcCreate(devId); // 創建圖形上下文

......

uglBatchStart(gc); // 鎖定圖形資源

uglForegroundColorSet(gc, colorTable[WHITE].uglColor); // 設置前景色 uglBackgroundColorSet(gc, colorTable[RED].uglColor); // 設置背景色 uglLineWidethSet(gc, 9); // 設定線寬

uglLine(gc, 50); // 繪制直線

uglBatchEnd(gc); // 釋放圖形資源

......

}

3.3 USB 驅動程序

VxWorks 操作系統的 USB 驅動模塊由四層組成：USB Client 模塊、USB 主驅動、USB主控制器驅動、USB 主控制器。最低層是 USB 主控制器（USB Host Controller），這是主系 統中控制每一個 USB 設備的硬件部分。對于每個主控制器都需要開發 USB 主控制器驅動程 序（HCD），HCD 對主控制器芯片進行了抽象，為上層軟件屏蔽底層硬件之間的差異。USB 主驅動（USBD）和 HCD 之間的接口允許一個或多個底層主控制器。Wind River 的 USBD 能夠同時連接多個 HCD。

USBD 是在 HCD 之上的獨立于硬件的模塊，它通過提供一組抽象的服務簡化了程序員對上層 USB Client 模塊的開發工作，即為 HCD 和 USB Client 兩個模塊之間的請求和相應提 供統一的標準接口。USB Client 模塊位于結構圖最上層，屬于應用程序，根據具體應用的不 同，其內容和功能也不同，但都要實現與 USBD 的接口，對由 HCD 監測到并由 USBD 傳送 給上層應用程序的 USB 標準要求作出適當的響應。

3.4 花樣存儲與管理程序

在花樣存儲系統中，花樣文件是以一定的格式存入到系統內存的，所以文件的格式關系到系統能否識別花樣。目前刺繡生產實際中流行的花樣文件格式有四種：DST 格式、DSB格式、T01 格式和 T03 格式。

當不同格式的花樣文件被讀入到 FLASH 之后，需要對它們進行解析，轉換成內部格式 的數據結構，同時對花樣數據進行各種運算和處理，包括旋轉、放大縮小、拉伸、鏡像等。 花樣處理過程就是系統調用接口函數實現處理任務。

3.5 串口通信程序

由于串口傳輸涉及到上位機 CPU 和下位機 CPU 之間的通信，因此作出命名約定：上位機 CPU 稱為“左”側，代碼存放在以 left_*開頭的文件中，下位機 CPU 稱為“右”側，代 碼存放在以 right_*開頭的文件中。串口模塊結構大體可分為控制層、傳輸層和驅動程序， 串口傳輸層的作用在于向上層系統提供透明而高效的傳輸接口，用于兩個 CPU 之間的數據 交互。

4 結語

本文根據 ARM 處理器的選型原則，選擇 LH7A404 和 LPC2214 為上下位機 CPU 芯片；將繡花機控制系統的硬件分為上位機和下位機兩部分，在全面考慮系統功能需求的基礎上，圍繞已選定的上下位機 CPU 確定了硬件框架。詳細設計了電源電路、復位電路、存儲器接 口電路、鍵盤與顯示電路等具體電路。然后按照上位機和下位機的層次構建了繡花機控制系 統的軟件框架，以 VxWorks 操作系統為平臺，在 Tornado 開發環境下設計了鍵盤輸入、圖形顯示、USB 驅動、花樣存儲與管理等模塊程序。

本文作者創新點：將基于 ARM 嵌入式系統技術引入繡花機控制系統，詳細設計了繡花機控制系統的軟硬件系統，具有技術先進、功能精簡、高性價比等特點。