基于WinCE的数控系统掉电保护的设计及实现

　　Windows CE是一个抢占式多任务的操作系统，调度程序使用基于优先级的时间片算法对线程进行调度。本系统实现掉点及时保存功能主要采用两个线程：驱动的外部中断0线程和应用程序的掉电中断监控线程。应用程序的掉电中断监控线程是为了更好利用应用程序资源(如一些运动控制接口函数)，并设置为高优先级，以便掉电中断时操作系统会立刻切换至监控掉电中断线程执行。两个线程是通过事件IntterruptEvent同步。

　　如图4所示，系统上电后，外部中断0线程和掉电中断监控线程都是挂起状态。当掉电监控电路检测到电压下降(即突然掉电)，则通过外部中断引脚EIN0产生中断，唤醒外部中断0的处理线程EINT0_In-trThread，设置同步事件为通知状态。掉电中断监控线程等到同步事件后，机床马上急停，获取当前机床位置、进给速度、加工行数及主轴参数，并及时将参数写入掉电保存文件DropInt.txt中。

图4掉电保存处理流程图

　　掉电中断监控线程部分源码如下：

　　2.3 掉电信息恢复及文件处理

　　机床恢复电源后，系统自动检测NandFlash里面是否存在掉电保存文件DropInt．txt。如果存在的话，进入加工界面时，系统打开掉电保存文件，读取各种参数重新赋值，并会提醒“存在掉电保存文件，是否恢复断点”。若需要从掉电瞬间的断点位置以相同的参数继续加工，则点击恢复断点，加工头将匀速移动到断点位置。

　　由于中断响应及线程切换存在时延，机床高速加工急停存在惯性。我们需要对掉电保存文件信息进行处理：机床坐标为工件原点的绝对坐标，作为重新定位点；根据不同的机械特性，经过实际测试回退10—20行加工代码；获取文件中进给速度和主轴速度，重新加工时，设置为进给速度和主轴速度20％左右，并在3 s内均匀提升到掉电保存文件中的进给速度值和主轴速度值。

3 结语

　　本课题的掉电保护设计方法是基于ARM和Windows CE构建的系统平台，在32位嵌入式数控系统开发中具有典型代表意义。基于该方案设计的嵌入式数控雕刻机、数控切割机在实际加工过程中，掉电保护功能完备，实现恢复电源后无痕加工。因此在嵌入式数控系统设计中具有很大推广价值及应用空间。