EM9380是面向?qū)崟r控制應用的一款工控主板，這里所說的實時控制是指那些控制周期可能短至幾十微妙的控制應用。EM9380通過板上獨立運行的硬件協(xié)處理器（Cortex-M3），可很好的滿足這類應用的需求。多路任意脈沖發(fā)生器，就是按照用戶預設的流程，按設定的時間間隔（最短25us），同時更新多路（最多8路）數(shù)字輸出的電平狀態(tài)，從而構成多路任意周期的脈沖信號輸出。多路任意脈沖發(fā)生器功能，可用于步進電機的控制，在紡織、印刷設備中有廣泛的應用。本文后續(xù)部分將主要介紹在應用程序中實現(xiàn)任意脈沖發(fā)生器功能的流程。

接口硬件說明

EM9380中的GPIO0–GPIO15是由其硬件協(xié)處理器直接控制的，它們均可作為任意脈沖發(fā)生器的輸出，輸出的總數(shù)不超過8路。對選定作為意脈沖輸出的GPIO，首先需要設置成輸出模式。因為在EM9380上電或復位啟動后，GPIO0 – GPIO15均處于輸出狀態(tài)的，由于內(nèi)部100KΩ上拉，其電平均為高電平（管腳懸空時）。在實際應用中，若需要脈沖輸出的初始電平為低電平，可在其管腳接10KΩ的下拉電阻至地。

接口軟件說明

為了操作GPIO0–GPIO15這組GPIO，首先需要打開硬件寫處理器的驅(qū)動程序，其設備文件名為”MCU2:”（注意是MCU2，而不是MCU1）：
#include // 數(shù)據(jù)類型定義
HANDLE hMCU2;
hMCU2 = CreateFile(_T(“MCU2:”), // name of device
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, // desired access
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, // sharing mode
NULL, // security attributes (ignored)
OPEN_EXISTING, // creation disposition
FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS, // flags/attributes
NULL); // template file (ignored)

驅(qū)動程序MCU2通過DeviceIoControl，支持以下GPIO命令：
MCU_GENERIC_GPIO_OE // 輸出使能
MCU_GENERIC_GPIO_OD // 輸出禁止，作為數(shù)字輸入
MCU_GENERIC_GPIO_SET // 輸出高電平
MCU_GENERIC_GPIO_CLR // 輸出低電平
MCU_GENERIC_GPIO_PIN // 讀取輸入管腳電平狀態(tài)
MCU_GENERIC_GPIO_OF // 實時控制輸出流

其中前5個命令通過以下的數(shù)據(jù)結構來設置相關參數(shù)，從而實現(xiàn)GPIO的命令：
typedef struct
{
BYTE ucSize; // 本數(shù)據(jù)結構大小 = 17字節(jié)
BYTE ucCmd; // GPIO命令碼：MCU_GENERIC_GPIO_XXX
DWORD dwPins; // 操作的管腳位
DWORD dwStatus; // 返回的管腳電平狀態(tài)
DWORD dwPeriod; // 實時控制周期，單位us；= 0: 常規(guī)功能
bool bFlashed; // 保存本配置作為啟動缺省功能
BYTE ucChkSum; // 校驗和
} MCU_GPIO_INFO, *PMCU_GPIO_INFO; // struct for GPIO

對于本應用來說，首先需要把所選擇的GPIO設置為輸出模式，具體代碼如下：
MCU_GPIO_INFO Info; //定義結構對象
memset（&Info, 0, sizeof（MCU_GPIO_INFO））；//清零
//填寫所需的參數(shù)
Info.ucSize = sizeof（MCU_GPIO_INFO）;
Info.ucCmd = MCU_GENERIC_GPIO_OE; //設置為輸出模式
Info.dwPins = GPIO3 | GPIO2 | GPIO1 | GPIO0; //設置4路脈沖輸出
// 生成chksum字節(jié)
Info.ucChkSum = ChkSum（&Info, sizeof（MCU_GPIO_INFO）-1）;
// 調(diào)用DeviceIoControl
if (!DeviceIoControl(hMCU2, // File handle to the driver
MCU_IOCTL_ACCESS, // I/O control code
&Info, // input buffer
sizeof(MCU_GPIO_INFO), // in buffer size
NULL, // out buffer
0, // out buffer size
NULL, // pointer to number of bytes returned
NULL)) // ignored (=NULL)
{
// 出錯處理......
return FALSE;
}

其次是設置脈沖的初始電平及脈沖的更新周期，其主要代碼如下：
memset（&Info, 0, sizeof（MCU_GPIO_INFO））；//清零
//填寫所需的參數(shù)
Info.ucSize = sizeof（MCU_GPIO_INFO）;
Info.ucCmd = MCU_GENERIC_GPIO_SET; //輸出的初始電平為高電平
//Info.ucCmd = MCU_GENERIC_GPIO_CLR; //輸出的初始電平為低電平
Info.dwPins = GPIO3 | GPIO2 | GPIO1 | GPIO0; //設置4路脈沖輸出
Info.dwPeriod = 25; //設置更新周期為25us

接著的生成ChkSum字節(jié)和調(diào)用DeviceIoControl操作和上一步是一樣的，不再贅述。

設置了更新周期后，硬件協(xié)處理器已處于脈沖輸出狀態(tài)，只等驅(qū)動程序MCU2下傳相應的數(shù)據(jù)流了。下傳的數(shù)據(jù)流將按以下數(shù)據(jù)結構分包逐一下傳：
typedef struct
{
BYTE ucSize; //本數(shù)據(jù)結構大小 = 64字節(jié)
BYTE ucCmd; // = MCU_GENERIC_GPIO_OF
BYTE ucRawDat[60]; // 更新數(shù)據(jù)字節(jié)
BYTE ucChkSum; //
} MCU_GPIO_FLOW, *PMCU_GPIO_FLOW; // struct for GPIO

每一個更新數(shù)據(jù)字節(jié)對應著一次更新，所以一包數(shù)據(jù)可供60個更新周期使用。數(shù)據(jù)字節(jié)的格式是按GPIO的編號右對齊的，即設置的GPIO中，編號最小的那一路，其更新的bit為更新數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB（D0），其他數(shù)據(jù)按編號遞增，向左排列至MSB（D7）。

下傳數(shù)據(jù)流，同樣需要做ChkSum，再調(diào)用DeviceIoControl：
if (!DeviceIoControl(hMCU2, //File handle to the driver
MCU_IOCTL_ACCESS, // I/O control code
&Flow, // input buffer
sizeof(MCU_GPIO_FLOW), // in buffer size
NULL, // out buffer
0, // out buffer size
NULL, // pointer to number of bytes returned
NULL)) // ignored (=NULL)
{
// 出錯處理......
return FALSE;
}

數(shù)據(jù)更新流程說明

對任意脈沖發(fā)生器功能，EM9380硬件協(xié)處理器內(nèi)部設置有一對256字節(jié)的乒乓Buffer。這樣驅(qū)動程序MCU2在下傳數(shù)據(jù)包時，每次可發(fā)送4個數(shù)據(jù)包（第一次下傳1個包即可），這樣可進一步提高主CPU的工作效率。對25us更新周期來說，就表示驅(qū)動程序下傳數(shù)據(jù)的間隔為6ms。一旦第一包數(shù)據(jù)下傳至硬件協(xié)處理器，實質(zhì)性啟動任意脈沖波形輸出后，當有空閑的乒乓Buffer時，硬件協(xié)處理器會立即通知驅(qū)動程序MCU2。應用程序可設置專門線程獲取數(shù)據(jù)請求事件，從而啟動數(shù)據(jù)下傳。其基本的流程如下：

DWORD dwReturn = 0; // 返回狀態(tài)，= 1：數(shù)據(jù)請求，= 0：超時
DWORD dwTimeout = 12; // 12ms，2倍正常下傳間隔
// 初始下傳一個數(shù)據(jù)包，然后進入主循環(huán)。
// ......
// 主循環(huán)：等待下傳數(shù)據(jù)請求
for（; ;）
{
if (!DeviceIoControl(hMCU2, // File handle to the driver
MCU_IOCTL_WAIT_FOR_DATA, // I/O control code
&dwTimeout, // input buffer
sizeof(DWORD), // in buffer size
NULL, // out buffer
0, // out buffer size
&dwReturn, // pointer to number of bytes returned
NULL)) // ignored (=NULL)
{
// 出錯處理......
}
if（dwReturn）
{
// 下傳數(shù)據(jù)包（4包）......
dwReturn = 0; // 清標志
}
}