基于 ARM 的绣花机控制系统设计

3.2 图形显示程序

进行图形界面（GUI）的设计同样需要加载多媒体库 WindML，WindML 支持多线程和多任务，但图形的资源是一定的，为了防止多线程之间产生资源冲突，需要使用互斥信号量锁定资源。在使用一组绘图函数前，用 uglBatchStart(gc)通过互斥信号量锁定图形上下文， 图形设备及缓冲，并隐藏光标。绘图操作完成后，再用 uglBatchEnd(gc)释放被锁定的资源， 以被其他的绘图函数使用。以下根据 WindML 的编程流程，以绘制直线为例给出一个绘图 操作的程序：

{

UGL_GC_ID gc;

......

uglInitialize(); // 初始化

......

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

colorTable[GREEN].uglColor, 1); // 配置颜色

......

gc= uglGcCreate(devId); // 创建图形上下文

......

uglBatchStart(gc); // 锁定图形资源

uglForegroundColorSet(gc, colorTable[WHITE].uglColor); // 设置前景色 uglBackgroundColorSet(gc, colorTable[RED].uglColor); // 设置背景色 uglLineWidethSet(gc, 9); // 设定线宽

uglLine(gc, 50); // 绘制直线

uglBatchEnd(gc); // 释放图形资源

......

}

3.3 USB 驱动程序

VxWorks 操作系统的 USB 驱动模块由四层组成：USB Client 模块、USB 主驱动、USB主控制器驱动、USB 主控制器。最低层是 USB 主控制器（USB Host Controller），这是主系 统中控制每一个 USB 设备的硬件部分。对于每个主控制器都需要开发 USB 主控制器驱动程 序（HCD），HCD 对主控制器芯片进行了抽象，为上层软件屏蔽底层硬件之间的差异。USB 主驱动（USBD）和 HCD 之间的接口允许一个或多个底层主控制器。Wind River 的 USBD 能够同时连接多个 HCD。

USBD 是在 HCD 之上的独立于硬件的模块，它通过提供一组抽象的服务简化了程序员对上层 USB Client 模块的开发工作，即为 HCD 和 USB Client 两个模块之间的请求和相应提 供统一的标准接口。USB Client 模块位于结构图最上层，属于应用程序，根据具体应用的不 同，其内容和功能也不同，但都要实现与 USBD 的接口，对由 HCD 监测到并由 USBD 传送 给上层应用程序的 USB 标准要求作出适当的响应。

3.4 花样存储与管理程序

在花样存储系统中，花样文件是以一定的格式存入到系统内存的，所以文件的格式关系到系统能否识别花样。目前刺绣生产实际中流行的花样文件格式有四种：DST 格式、DSB格式、T01 格式和 T03 格式。

当不同格式的花样文件被读入到 FLASH 之后，需要对它们进行解析，转换成内部格式 的数据结构，同时对花样数据进行各种运算和处理，包括旋转、放大缩小、拉伸、镜像等。 花样处理过程就是系统调用接口函数实现处理任务。

3.5 串口通信程序

由于串口传输涉及到上位机 CPU 和下位机 CPU 之间的通信，因此作出命名约定：上位机 CPU 称为“左”侧，代码存放在以 left_*开头的文件中，下位机 CPU 称为“右”侧，代 码存放在以 right_*开头的文件中。串口模块结构大体可分为控制层、传输层和驱动程序， 串口传输层的作用在于向上层系统提供透明而高效的传输接口，用于两个 CPU 之间的数据 交互。

4 结语

本文根据ARM处理器的选型原则，选择 LH7A404 和 LPC2214 为上下位机 CPU 芯片；将绣花机控制系统的硬件分为上位机和下位机两部分，在全面考虑系统功能需求的基础上，围绕已选定的上下位机 CPU 确定了硬件框架。详细设计了电源电路、复位电路、存储器接 口电路、键盘与显示电路等具体电路。然后按照上位机和下位机的层次构建了绣花机控制系 统的软件框架，以 VxWorks 操作系统为平台，在 Tornado 开发环境下设计了键盘输入、图形显示、USB 驱动、花样存储与管理等模块程序。

本文作者创新点：将基于ARM嵌入式系统技术引入绣花机控制系统，详细设计了绣花机控制系统的软硬件系统，具有技术先进、功能精简、高性价比等特点。