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• 關鍵詞： 0P7200 嵌入式系統
• 摘要：基于OP7200的應答機自動測試系統較好地完成了測試任務，性能可靠，通過觸摸屏操作方便，有效地提高了應答機的維修保障能力。實踐表明，OP7200是一款接口豐富，功能相對齊全的顯示控制終端，在便攜式測試系統設計時有較高的性價比，具有很好的應用前景。

　　1 0P7200多功能控制器簡介

　　1．1 外觀

　　0P7200具有9個薄膜按鍵，1／4 VGA(320×240像素)帶程控開關的白色背光LCD和4 09* 096模擬量觸摸屏，如圖1所示。0P7200外形尺寸為144 mm×112 mm×43 mm，已通過CE認證，可在惡劣的工作環境中穩定工作。

圖 1 外觀圖

　　1．2 內部結構

　　0P7200多功能控制器的內核是Rabbit 2000微處理器，它以CPLD作為譯碼單元，同時擴充片外Flash存儲器和SRAM存儲器。在接口方面，微處理器Rabbit 2000直接控制RS485、RS232、以太網等接口，同時利用CPLD可實現對其他接口的控制，如數字輸入／輸出接口、模數轉換控制接口，LCD顯示控制接口、鍵盤控制接口、觸摸屏控制接口等。其內部結構如圖2所示。

　　1．3 引腳功能描述

　　0P7200的引腳配置如圖3所示，各引腳功能描述如下：1)19路開關量輸入通道，輸入電壓范同為±36 V且帶有過壓保護功能；2)8路開關量輸出通道，每路可以用軟件進行單獨配置，且每個通道在有源時最大可輸出電壓40V、電流350 mA，無源時最大可輸出電壓40 V、電流250 mA，三態時最大輸出電壓40 V；3)模擬量采集通道，單端輸入時提供8路11位分辨率的模擬輸入通道，差分輸入時提供4路12位分辨率的模擬輸入通道，且輸入信號可用軟件設定增益，單端輸入時在0～20．0 V范圍內有8種選擇，差分輸入時在0～±20．0 V范圍內也有8種選擇；4)10Base T以太網接口，帶RJ-45接口；5)3個串口，其中包括1個RS485接口，2個3線的RS232接口；6)復位引腳，低電平有效；7)2個外部電源接口，可使用9～40 V的直流電源或24 V的交流電源，且內部具有穩壓電路。同時，OP7200內部有可更換的3 V硬幣型鋰電池，用于保持實時時鐘和SRAM。

　　1．4 軟件開發環境

　　OP7200的編程使用Z-World工業級的Dynamic C(或動態C)軟件開發平臺，它是一套用于編寫嵌入式應用軟件的開發系統，專為Z-World控制器和基于Rabbit微處理器的控制器而設計的。

　　Dynamic C開發平臺集成了編輯、編譯、鏈接、裝載和調試等功能，還帶有許多函數庫，用來支持實時編程、芯片級I／O，支持國際字符、位圖圖像以及圓、線、矩形等圖形結構的顯示。它還具有以下功能：1)函數串，這是一個動態C特有的概念，它允許在一個或多個函數中包含特殊的代碼塊。當程序執行到指定的函數串時，將執行該串中所有的代碼塊。函數串支持軟件初始化、數據恢復以及其他多種任務的請求；2)互聯語句，它可以實現在一個程序中模擬多個并發事件；3)公有函數，允許在一個程序中模擬協作事件；4)部分聲明支持單個程序中的搶先事件；5)中斷關鍵字允許程序員使用標準C來編寫中斷服務程序；6)共享和保護關鍵字，主要用于實現受保護的數據在不同區域的實現共享或將其存儲在電池供電的存儲器中；7)動態C的特征之一，允許程序員最大限度地使用擴展內存。

　　Dynamic C還支持協作多任務處理和搶先多任務處理。協作多任務處理是一種同時執行多種不同任務的方法，當不需執行任何立即任務時，每一個單獨任務都會自動遵守其運行時間。搶先多任務處理是一種優先處理優先級較高的任務，一般程序通過中斷，強制執行優先級較高的任務。

　　2 0P7200在應答機自動測試系統中的應用

　　空中交通管制機載應答機(簡稱應答機)是一種重要機載導航設備，它配合地面二次雷達工作，為空中交通管制系統提供應答機載機平臺的各種信息，從而實現對飛機的管理和監督，維護空中交通秩序。針對某型應答機的測試要求，采用OP7200構建應答機自動測試系統。

　　2．1 OP7200接口應用

　　OP7200作為應答機自動測試系統的控制和顯示單元，負責整個系統測試任務的調度，數據處理、接口控制、結果顯示等多種任務，其接口如圖4所示。它完成的任務包括以下幾種：1)界面顯示，由LCD顯示屏完成；2)界面切換、工作模式選擇與控制、參數輸入等，由觸摸屏完成；3)測試界面的切換，由9個按鍵(其功能可被觸摸屏代替)完成；4)繼電器開關電路中的通道選擇，由8路數字輸出完成；5)測量檢波器輸出的電壓，判斷收發機是否工作，由1路A／D轉換完成；6)收發機檢測電路的通信和射頻模塊控制電路的通信，分別由2個3線RS232接口完成；7)控制盒模擬電路的通信，由RS485接口完成；8)信息交互由以太網接口完成。同時，0P7200采用27 V直流供電。

　　2．2 OP7200的軟件設計

　　當系統啟動時，首先進行系統初始化操作；設置背光燈開，增加LCD顯示屏亮度；進行LCD的對比度設置，使顯示界面更為清晰；進行鍵盤初始化；進行字體大小初始化；創建觸摸屏鍵盤；進行串口初始化，設置RS232和RS485的波特率、數據位、校驗位、停止位等；進行輸出口和以太網設置。然后對全局變量初始化，完成全局變量的定義；接著進入測試任務選擇界面，判斷是否進行測試，若選擇整機聯機測試或收發機測試，則都在測試任務完成后返回初始界面，否則一直在初始界面程序中循環。軟件流程如圖5所示。

　　在程序設計時，采用了協作多任務處理的方式。當不需執行立即任務時，每一個單獨任務都會自動遵守其運行時間，通過互聯語句const和公有函數，各變量可以在無嚴密防范的情況下在不同的任務之間實現共享。以收發機測試程序為例，收發機界面顯示、接收數據處理和觸摸屏控制等操作需要實現，通過采用協作多任務處理，可以很好的完成測試任務。

　　2．3 使用時注意的問題

　　使用OP7200時，應注意以下問題：數字輸出端口有2種漏極輸出和源極輸出模式，應根據具體情況選擇；模擬輸入通道有單端輸入和差分輸入2種模式，并且各有多種輸入范圍，使用時應根據具體情況選擇合適的輸入范圍；使用鍵盤或觸摸屏調用數據輸入函數時，鍵盤和觸摸屏各有函數，此時不能同時使用鍵盤和觸摸屏，應該根據設計要求，調用鍵盤函數或者觸摸屏函數；軟件設計盡量避免使用浮點運算，否則容易造成截斷，影響數據精度。

　　2．4 效果分析

　　OP7200體積小，重量輕，滿足便攜式測試系統的要求；接口豐富，不必像PCI04或工控機需要另外添購板卡和輸入輸出設備，節省開發時間，節約開發成本；Dynamic C軟件開發平臺是基于標準C語言的改進，與標準C語言的編程規則基本通用，并且提供了專門的庫函數，例如觸摸屏數字輸入庫函數，可以方便輸入整數、小數等，不但使設計富于人性化，而且方便了編程，提高了軟件開發效率。