基于WinCE的数控系统掉电保护的设计及实现

　　数控机床加工时，若突然发生断电，常常要求数控系统能准确地保存一些重要参数，如加工速度、断电位置、主轴速度、加工行数等，以便在来电时能在断点位置以相同的参数继续加工。这不仅可缩短加工时间，更重要的是能保证产品质量。Windows CE是Microsoft为多种嵌入式系统而设计的一种紧凑、高效的模块化操作系统，支持多进程、多线程、抢先式多任务操作，能满足实时控制的要求。数控系统掉电保护是强实时性的任务，可以通过触发中断的方式来获得Windows CE操作系统的服务。

　　本文介绍的方法是用ARM9系统芯片S3C2410在Windows CE构建的嵌入式平台上实现的。整个掉电保护实现的基本思路是：产生掉电信号、捕捉掉电信号、处理掉电信号以及掉电信息恢复和文件处理。

1 系统的硬件平台

　　本系统采用三星公司的基于ARM9体系结构的S3C2410微处理器。SDRAM是一种易失性存储器作为程序的运行空间，类似于PC机的内存；Flash作为程序存储空间是非易失性的。程序运行过程中的数据往往缓存在SDRAM中，在系统掉电时必须将文件写到Hash中。

　　本系统采用3.3 V和5 V的直流稳压电源，其中S3C2410及部分外围器件需3.3 V电源，另外部分器件需5 V电源供电。掉电保护电路采用MAX708S芯片，MAX708S具备掉电监控功能，电源电压低至4.5 V时，产生掉电信号，通知系统做好掉电保护工作(图2)。

图1系统总体框图 

图2掉电监控电路

　　正常工作时，Pn的电压Va=5×1.8／(4.7+1.8)=1.385 V。通过MAX708S模块输入电压PFI与1.25 V比较，这样MAX708S模块输出电压PFO为高电平。突然掉电时，5 V信号掉到4.5 V以下时，PFI的电压为4.5×1.8／(4.7+1.8)=1.246V<1.25 V。这样MAX708S模块输出电压为低电平，产生掉电中断预警信号，通过外部中断引脚EIN0产生中断，接下来可以进行一些重要数据保护。

2 掉电保护的软件实现

　　2.1 Windows CE中断驱动设计

　　数控系统掉电保护是强实时性的任务，可以通过触发中断的方式来获得Windows CE操作系统的服务。本驱动引入的中断主要是为了让CPU知道机床运动过程出现突然掉电的问题，应当及时保存一些重要数据。

　　在Windows CE系统中，所有用户空间进程通过系统调用来请求内核服务，所有设备通过外部中断来请求内核服务，中断处理是流接口驱动程序中直接和硬件打交道的部分。中断处理过程如图3所示。中断发生后，信号发往异常处理器，并且中断支持处理器调用OAL函数OEMInterruptDisable，关闭来自该硬件的中断。中断服务例程ISR被内核调用并返回结果，且通过内核设置Event事件来触发中断服务线程IST。IST被唤醒后调用各种I／O函数完成中断处理并返回In．terruptDone通知内核。内核调用OEMInterruptDone重新开启中断。

图3中断处理流程图