嵌入式PC工程应用的分析

　　1. 引言

　　嵌入的概念由来已久，随着计算机技术的迅速发展，Smart PC、嵌入式PC等概念也应运而生。将嵌入式PC应用于现代的各种电子设备中控制任务，可简化电子电路的设计，节省仪器占用空间，减少设备体积，也可以缩短研制开发周期，节省研制经费的开支。嵌入式PC是指嵌入装置内部用于控制后台设备工作的计算机，具有中断、存储功能，主要用于提供人机接口、管理数据以及发送命令信息等。

　　2. 问题的提出

　　某套数据测试系统由于研制时间距今已久，整套测试系统不仅组成台件较多（图1）而且采用的数字记录设备为字符轮式打印机，在进行测试数据的打印输出过程中，会产生很大的机械噪声，而且控制电路也比较复杂，仅能打印有限的一些数字符号。由于对整套测试系统进行技术改造涉及的任务量较大，研制周期较长，经费投入也较大，因而考虑仅对数据记录设备进行技术改造，采用通用打印机（如针打、喷墨或激光打印机）对测试数据进行分类归档，汇集成汉字报表的形式打印输出，同时要求对原操作规程及测试现象不能作大的改动。

　　由图1可见，数据记录装置的改变必然需要对打印控制装置进行相应的技术改进，使其满足数据采集及报表打印的功能，并能够将测试数据进行分类储存，以备以后装备维修及进行可靠性分析时使用。

　　3. 技术方案

　　为了实现对外部专用测试设备测试数据的采集，在进行方案设计时考虑设计一专用的数据采集电路实现同外部测试设备的数据接口；时序逻辑的实现则既可以通过搭建硬件电路实现，也可以通过软件编程再通过简单的处理电路“软实现”；数据记录装置考虑采用通用打印机（如针打、喷墨或激光打印机，具体型号可根据实际情况而定）《同时设备测试数据根据建档的需要，考虑进行分类存储于一大的硬盘上，以备后用；该装置的控制，在进行方案设计时即可以考虑采用单片机从而构成一个单片机的数据处理系统，也可以考虑采用通用计算机。如果选用单片机构成的数据处理系统，对于数据记录设备（硬盘、打印机）则需设计相应的接口电路及时序电路，并编写相应的软件驱动程序才能完成这些硬记录装置的控制，开发周期及投入的研制经费必然相应增加；采用微型计算机系统，由于在此系统中已经内嵌有对硬记录装置的接口电路，对这些装置的控制则可以通过开发商提供的相应驱动程序实现，从而免去上述的种种不利因素。考虑到实际应用的要求，本方案选用嵌入式PC作为打印控制装置的控制。该方案结构见图2。

　　4. 技术实现

　　由图2可见，该技术方案主要以数据采集器、时序逻辑发生器、嵌入式PC及激光打印机四部分组成，实现对该测试系统数据记录装置的技术改造。其中数据采集电路主要完成对外部测试设备（数字电压表、高度测量装置）测试数据的采集，时序逻辑产生电路生成外部各测试设备所需的各种逻辑时序（图3），而硬盘则作为测试数据建档存贮用，测试数据的汉字报表输出采用激光打印机实现。

　　从图2可以看出，对打印控制装置的技术改造并没有考虑采用键盘及显示器部分，这也是采用嵌入式PC作为控制的优点之一。对于键盘及显示器来说，它们仅在对系统进行调试时才起作用，因而为节约成本，打印控制装置样机同样没有键盘及显示器，其外观同原设备基本一致，操作方式不变。嵌入式PC可以提供一个良好的操作平台，可以使用DOS或Windows作为操作系统，以语言实现对系统的软件编程调试。系统流程参见图4，工作过程如下：需要对被测对象进行测试检查时，由时序逻辑产生电路产生规定的逻辑时序（图3示），外部测试设备在此时序逻辑的控制下开始对被测对象进行参数测试；同时该时序产生电路将产生相应的中断请求信号，请求PC系统对外部测试设备送出的测试数据进行采集；PC系统对采集到的测试数据进行分类汇总，存储于相应的测试数据库中，并将测试结果以规范的汉字报表形式通过激光打印机打印输出。

　　5. 结语

　　本装置采用嵌入式PC的技术方案，从方案论证到样机试制完成所需时间不到两个月，由此可见，采用嵌入式PC开发仪器设备管理系统的便利之处，它不仅大大地降低了工程设计人员的劳动强度，也节省了技术开发的重复投入，从而也大大地节约了研制经费。