基于Windows CE的数控插齿系统多线程设计

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齿轮是机械产品的重要基逮。随着汽车、大型机床 、工程机械设备等齿轮机械设备 的不断发展 ，齿轮传动正在朝着高效，高精度和实现特殊传动的方 向发展。在现代加工工业 中，齿轮 的加 工方法有很多。切齿法是其中最常用 的方法。而插齿是-种广为采用 的切齿方法。插齿加工齿轮 的方法简单 ，操作方便 ，效率高，精度好。而插齿机床的数控化可充分发挥数控加工的精度高、质量稳定和柔性好的特点 ，大幅提高齿轮的加工精度、效率和柔性 以满足社会发展的需要。

数控系统是数控插齿机的核心。而插齿数控系统主要由两部分组成：操作系统和数控系统应用程序。Windows CE操作系统开发相对较容易 ，开发周期短，内核完善 ，GUI丰富，开发工具强大，系统维护难度小 ，现撤境下工作 的高可靠性 。基于 Windows CE的这些优点，本文设计开发 的数控插齿系统应用程序是在 Windows CE的平台上开发的嵌入式系统。工业控制在很多方面具有实 时性 的要求 ，数控插齿系统也是如此。Windows CE操作系统中，同- 个程序可 以分为若干个独立的执行流 ，称之为线程。线程提供 了多任务处理能力，保证了所开发的数控插 齿系统 的实时性 。本文基 于 Windows CE操作系统的特点 ，以Embedded Visual C(EVC)作为开发工具提出了数控插齿系统应用程序 中有效 的多线程设计方法 。

1 数控插齿系统的硬件和软件构成本 文 所 设 计 的 数 控 插 齿 系 统 是 基 于 ARM收稿 日期 ：2012-12-11基金项目：”十二五”国家重大科技专项课题资助项目(2012ZX04001-021)作者简介：段业广(1988-)，男，河北邢台人，合肥工业大学机械电子工程专业硕士研究生，主要研究方向为数控技术与数控装备，计算机集成制造，(E-mail)duanyeguang###163.corn；通讯作者：韩江(1963-)，男，河南周口人，合肥l丁业大学机械与汽车T程学院教授，博士，主要研究方向为先进制造技术、数控技术与数控装备等，(E-mail)hanjiang626###126.corn。

2013年 7月 段业广，等：基于 Windows CE的数控插齿系统多线程设计 55·(EP9315)DSP(DSP6713)FPGA的硬件平 台的。

该硬件平 台的前 台 由 EP9315内嵌 Windows CE5.0操作 系统 完 成 丰富 的人 机 接 口功 能。WindowsCE5.0除具有 高效 易用的特点外 ，还兼容 常见 的嵌入式硬件，封装了底层硬件接口，便于开发者开发基于嵌入式的程序。Windows CE系统层架构可以分为硬件、BSP、操作系统 以及应用程序 4层结构。系统的后台由高性能 DSP TM320C6713完成 复杂 的运 动控制功能。DSP6713是-款高性能的浮点运算 DSP，在 225MHZ 运 行 频 率 下 可 完 成 1350MFLOPS或1800MIPS或 450MMACS。DSP6713还具有两级缓存结构和丰富的外设接 口。系统前后 台通过 HPI实现数据的交换 ，由 CPLD完成逻辑转换 ，不需要额外 的双 口RAM，可以节约成本 ，方便设计 。图 1为数控插齿系统的硬件结构图。

主轴 刀 转工 转径 给冲 整 塞图 1 数控插齿系统硬件结构 图本文设计的数控插齿系统应用程序是在嵌人式操作系统 Windows CE5.0上开发的。

2 多线程的意义进程是应用程序的执行实例。线程是进程内部的-个执行单元。每个进程由若干个线程组成，其中-个为 主线程 。系统创建好进程后 ，实际上就启动执行 了该进 程 的主线 程。主线程 以函数地 址形式 ，比如说 main或 WinMain函数▲程随着主线程的终止而终止。

线程是 CPU调度和分派 的基本单位。WindowsCE采用基于优先级 的时间片轮转方法 ，每个线程轮流占用 CPU的运行时间和资源。如图 2为系统中应用程序多线程的工作图。多线程的作用有：①提高了系统资源的利用效率和系统 的并 发程 度 ，加快 了应用程序的响应速度；②与进程相比较，创建线程和线程间切换更加容易，减少了程序的并发执行所付出的时间和空间等资源开销；③同-进程内，线程间系统资源是共享的，因而线程间的通信机制比较简单 ，加快了通信速度 。

3 数控插齿系统应用程序多线程设计Windows CE提供了便捷的线程创建机制，包括Ⅳ图 2 系统 中应用程序 多线程工作图基于 Windows API和基于 MFC两种线程创建方式。

MFC是对 Windows API的封装 ，大 大简化 了开发工作，提高了开发效率，而