英创信息技术EM9380工控主板实时控制应用介绍

英创信息技术 2020-01-17 1146

描述

EM9380是英创公司针对高速实时应用设计的一款双CPU工控主板，主CPU采用了FreeScale 454MHz ARM9 iMX283, 从CPU采用的是Atmel公司的64MHz Cortex-M3。EM9380预装了WinCE6.0操作系统，经过我们精心的设计，EM9380可实现最小为25uS 的实时控制应用。

EM9380与英创公司的另一款8串口工控主板EM9280的引出管脚高度兼容，具体可参考《EM9380与EM9280兼容设计》一文。 EM9380与EM9280的GPIO对应管脚完全一致，但在其各自复用的功能和软件操作方法上有着较大的区别。下表是EM9380与EM9280 32位GPIO以及各自复用功能的对比。

PIN#	信号名称	EM9280复用功能	EM9380复用功能
CN1_27	GPIO0	COM2口CTS#	复用定时器功能
CN1_28	GPIO1	COM2口RTS#	复用定时器功能
CN1_29	GPIO2		复用定时器功能
CN1_30	GPIO3		复用定时器功能
CN1_31	GPIO4		PWM3
CN1_32	GPIO5		PWM4
CN1_33	GPIO6	PWM1	PWM5
CN1_34	GPIO7	PWM2	PWM6
CN1_35	GPIO8		AD0通道输入
CN1_36	GPIO9		AD1通道输入
CN2_15	GPIO10	COM6口RXD	AD2通道输入
CN2_16	GPIO11	COM6口TXD	AD3通道输入
CN2_17	GPIO12		AD4通道输入
CN2_18	GPIO13		AD5通道输入
CN2_19	GPIO14		AD6通道输入
CN2_20	GPIO15		AD7通道输入
CN2_21	GPIO16		COM2口CTS#
CN2_22	GPIO17		COM2口RTS#
CN2_23	GPIO18		COM6口RXD
CN2_24	GPIO19		COM6口TXD
CN2_25	GPIO20	PWM3	PWM1
CN2_26	GPIO21	PWM4	PWM2
CN2_27	GPIO22	I2C_SDA	I2C_SDA
CN2_28	GPIO23	I2C_SCL	I2C_SCL
CN2_29	GPIO24	IRQ1	IRQ1
CN2_30	GPIO25	IRQ2	IRQ2
CN2_31	GPIO26	IRQ3	IRQ3
CN2_32	GPIO27	IRQ4	IRQ4
CN2_33	GPIO28	SPI_MISO	SPI_MISO
CN2_34	GPIO29	SPI_MOSI	SPI_MOSI
CN2_35	GPIO30	SPI_SCLK	SPI_SCLK
CN2_36	GPIO31	SPI_CS0N	SPI_CS0N

从上表可以看出EM9380与EM9280的GPIO20~GPIO31功能完全一样。而EM9380的GPIO0~GPIO15是从Cortex-M3从CPU引出、支持实时控制应用的引脚，可实现高速AD、高精度PWM、数字PID、脉冲计数等高速实时控制，这正是EM9380的特色所在。

在应用程序的设计上，EM9380的GPIO20~GPIO31使用与EM9280一样的函数操作，EM9380的GPIO0~GPIO15则需要一组专门的API函数用来操作，这组API定义在mcu_api.h文件中，下面是对API函数的一个简要说明。

// 打开MCU操作单元，获取MCU的句柄。
HANDLE OpenMCU( int Index );

// 关闭MCU操作单元
BOOL CloseMCU( HANDLE hMCU );

// 获取MCU的版本信息。
        BOOL MCU_GetVInfo( HANDLE hMCU, PMCU_VER_INFO pMCU_VInfo );
        // MCU GPIO操作：设置相关的GPIO位为输出IO。
        BOOL MCU_GPIO_OutEnable( HANDLE hMCU, UINT32 dwEnBits );
        // MCU GPIO操作：设置相关的GPIO位为输入IO。
        BOOL MCU_GPIO_OutDisable(HANDLE hMCU, UINT32 dwDisBits );
        // MCU GPIO操作：设置输出GPIO位输出高位。
        BOOL MCU_GPIO_OutSet( HANDLE hMCU, UINT32 dwSetBits );
        // MCU GPIO操作：设置输出GPIO位输出低位。
        BOOL MCU_GPIO_OutClear( HANDLE hMCU, UINT32 dwClearBits );
        // MCU GPIO操作：获取相关输入GPIO位状态值。
        BOOL MCU_GPIO_PinState( HANDLE hMCU, UINT32* pPinState );
        // MCU GPIO操作：启动实时监控输入GPIO位状态值。
        BOOL MCU_GPIO_PinMonitor( HANDLE hMCU, UINT32* pPinState, UINT32 dwPeriod );
        // MCU PWM操作：启动/停止PWM通道, 启动参数包括频率、占空比和初始极性
        // 输入参数dwCh: PWM通道号, = 3, 4, 5, 6
        // dwFreq: PWM输出频率，单位Hz
        // dwDuty: PWM输出占空比，单位.1%, 输入范围= 0-1000
        // dwPol: PWM初始极性，= 0: 低电平, = 1: 高电平
        BOOL MCU_PWM_CHANNEL( HANDLE hMCU, DWORD dwCh, DWORD dwFreq, DWORD dwDuty, DWORD dwPol );
        // MCU ADC操作：启动ADC通道常规数据采集
        // 输入参数dwChMode: AD通道模式= 0: 单端, = 1: 差分
        // pBuf: AD数据Buffer
        // dwBufSize: AD数据Buffer的长度，决定要采集的通道数, WORD长度对齐
        BOOL MCU_ADC_Generic( HANDLE hMCU, DWORD dwChMode, WORD *pBuf, DWORD dwBufSize );
        // MCU 等待实时数据。
        // return TRUE: 接收到实时数据
        // FALSE: no
        BOOL WaitForData( HANDLE hMCU, DWORD dwTimeout );
        // 功能：读取实时数据命令数据
        // 返回值：MCU实时数据类型编号
        // <0: 无数据
        // =1: TYPE_MCU_GPIO_INFO
        // =2: TYPE_MCU_ADC_INFO
        DWORD MCU_Read( HANDLE hMCU, LPVOID pBuffer, DWORD Count );

“EM9380开发光盘\Sortware\C例程”目录下的Mcu_TestSDK工程，详细展示了上面API函数的使用方法，在使用这些API函数前，需要在自己的工程中链接对应的库文件“mcusdk.lib”。
#pragma comment( lib, 'mcusdk.lib' )

mcusdk.lib实际上是为了方便用户使用MCU功能（MCU即EM9380的从CPU）做的二次封装，在mcusdk.lib库内部依然调用的是标准流式驱动接口函数，比如通过CreateFile打开驱动句柄，通过DeviceIoControl与MCU驱动交互。利用这些标准驱动接口函数，用户可以使用EM9380从CPU的更多高级功能，我们已经做了一些EM9380在高速实时控制方面应用的案例，这些例子演示了通过标准驱动接口函数操作MCU的方法。