一种基于CAN总线和MiniGUI的虚拟仪表的实现

汽车仪表是驾驶员与车辆进行信息交流的重要接口和界面，它是安全行驶和经济行驶不可缺少的装置。早期，汽车上装备的仪表均是通过机械结构模拟显示，它们存在精度低、响应慢、显示信息量少、信息显示方式单一等缺点。随着计算机技术的日渐成熟、汽车电子的发展、和嵌入式技术的广泛应用，对仪表的数字化和多信息综合显示已成一种重要的发展趋势。 本文将嵌入式计算机技术， 虚拟仪器技术和CAN总线数据传输技术引入到车载仪表中，设计、研制了嵌入式车载虚拟仪表。该仪表通过下位机各智能节点实时采集车况信息并通过 CAN 总线将各节点连接和进行数据传输。上位机将获得的车况信息处理后，将常规信息显示与异常信息显示相结合，并充分发挥虚拟仪器功能与参数能自动定义、动态画面可视性强的特点，采用模拟、数字等多种方式对工况信息进行综合显示，并对超限工况报警和自动记忆存储，对汽车出现的各种异常情况给出紧急处理建议。

1 系统软硬件平台的选择

本文选取Intel公司的PXA270为微处理器，选配MiniARM270核心板;64 MB SDRAM为系统运行随机存储器;256 MB NAND Flash程序存储器;MCP2515 CAN控制器负责CAN报文的接收与发送;8英寸640×480真彩TFT液晶屏显示GUI图形界面;Linux为嵌入式操作系统[2].选用目前较为流行的嵌入式GUI系统MiniGUI进行应用程序界面的编写。运用ZLG/BOOT启动Jflashmm、Flash FXP软件进行内核的烧写与移植。软件编制调试完毕后，进行操作系统内核定制，裁减出最小操作系统，并将应用程序与最小系统在仿真环境下进行联合调试。虚拟仪表系统结构如图1所示。

2 MiniGUI的程序开发和移植

MiniGUI是由北京飞漫软件技术有限公司创办的开源Linux图形用户界面支持系统，经过近些年的发展，MiniGUI已经发展成为比较成熟的性能优良的、功能丰富的跨操作系统的嵌入式图形界面支持系统。小是MiniGUI的特色，它目前已经广泛应用于通讯、医疗、工控、电子、机顶盒、多媒体等领域。

将MiniGUI及应用程序移植到目标机上需要经历编写相应的驱动程序、交叉编译MiniGUI及应用程序、安装MiniGUI到目标系统、在目标系统上运行MiniGUI应用程序等几个步骤。

MiniGUI程序是建立在MiniGUI和ANSIC库之上，所以程序的编写要按照MiniGUI的程序框架来定，并通过调用ANSIC库以及MiniGUI自身提供的API函数来实现。MiniGUI程序的入口点： int MiniGUIMain(int argc,const cha r * argv [ ]) .其风格类似于Win32 ,也是基于窗口、事件驱动编程。事件通过消息机制传递，当事件发生时，MiniGUI将事件转换为一个消息，并将消息发送到MiniGUI应用程序的消息队列之中。窗口过程函数是MiniGUI应用程序必不可少的函数，用于接收和处理消息，是一个回调函数，由MiniGUI调用，在应用程序中不能直接调用，其函数原型如下：static int WindowProc (HWND hWnd, int message, WPARAM wParam,LPARAM lParam)。每个MiniGUI应用程序的初始界面一般都是MiniGUI主窗口，然后在主窗口的基础上再建立子窗口或对话框等。主窗口使用 CreateMainWindow函数实现，在这个函数里可以设置主窗口的风格、大小、句柄、标题以及窗口过程函数等[6,8-9].

本文有两个显示界面，分别对应流程图里面的子程序1和子程序2.应用程序流程图如图2所示。

本文采用arm-linux-gcc-3.4.3交叉编译器对驱动程序和应用程序进行编译。安装交叉编译器步骤：将交叉编译器安装包arm- linux-3.4.3.tar.bz2复制到当前目录下，进行解压安装并指定安装路径：#tar xjvf arm-linux-3.4.3.tar.bz2 –C /usr/local/arm.为了便于使用，安装完毕后，通常都将交叉编译器的路径添加到系统的搜索路径中。这样要编译文件时就很简单，不用每次都指定路径，系统会自动搜索。在这里介绍的一种方法是修改/etc/profile文件：打开/etc/profile文件，在最后一行添加pathmunge /usr/local/arm/3.4.3/sbin,保存退出，在终端输入执行：#. Profile(点+空格+文件名)。可通过在终端输入：arm-linux-gcc–v 检验用户编译器版本。arm-linux-gcc编译出来的程序，不能在PC机上运行，必须下载到ARM系统中才能运行。

MiniGUI在Linux系统中有两种运行模式：fbcon(Frame Buffer Console)和qvfb(Qt Virtual Frame Buffer)。fbcon在控制台下运行，这种模式下不能开Linux的X图形界面。qvfb则是带帧缓冲的虚拟控制台，MiniGUI程序在qvfb 中运行就像图形界面下的终端(Terminal)中运行命令一样。通过对gal_engine赋值来设置运行模式。

3 信号采集电路

CAN 是