基于μC/OS-II和TCP/IP協(xié)議的多串口服務(wù)器

　　在該系統(tǒng)中，需根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合使用RS-232收發(fā)器或RS-422/485收發(fā)器及其外圍電路。使用RS-232收發(fā)器可以進(jìn)行近距離全雙工通信，使用RS-422/485收發(fā)器能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。由于整個(gè)系統(tǒng)工作于3.3V電壓下，為了匹配TTL電平和RS-232電平或RS-422/485電平，該電路采用MAX3232芯片或MAX3485芯片。

　　LM8962內(nèi)部集成的以太網(wǎng)控制器包含一個(gè)完整的MAC模塊和PHY接口器件，簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)。該以太網(wǎng)控制器完全支持10BASE-T和100BASE-TX標(biāo)準(zhǔn)以及遵守IEEE802.3協(xié)議。整個(gè)系統(tǒng)連接以太網(wǎng)只需一個(gè)隔離變壓器，無(wú)需外接以太網(wǎng)控制芯片，簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)。隔離變壓器能夠隔離模塊地和數(shù)字地，從而保證SC28L198能夠遠(yuǎn)離外界的復(fù)雜信號(hào)。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　在該系統(tǒng)中，用戶可以對(duì)串口服務(wù)器的配置、狀態(tài)查詢和在計(jì)算機(jī)(客戶端)上通過(guò)以太網(wǎng)收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)而操作該串口服務(wù)器。在客戶端上，8個(gè)SC28L198的通道被虛擬成8個(gè)COM接口。操作這些虛擬COM接口就如同操作計(jì)算機(jī)上的物理COM接口，因此用戶不必知道數(shù)據(jù)是通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸。實(shí)際上，用戶操作這些COM接口時(shí)，產(chǎn)生的命令和數(shù)據(jù)將被打包成一幀數(shù)據(jù)并發(fā)往處理器LM8962，然后LM8962將數(shù)據(jù)通過(guò)SC28L198的相應(yīng)通道發(fā)送到設(shè)備上。串口服務(wù)器使用ARM處理器LM8962作為嵌入式設(shè)備的核心器件，在其上運(yùn)行μC/OS-II操作系統(tǒng)來(lái)打開(kāi)、關(guān)閉和管理8個(gè)串行通道的相應(yīng)進(jìn)程。因此，8個(gè)串行通道能夠同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)而不相互影響。

　　3.1μC/OS-II

　　μC/OS-II是免費(fèi)開(kāi)源、專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它包括任務(wù)計(jì)劃、任務(wù)管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理、任務(wù)間的通信以及其他一些基本功能。在該系統(tǒng)中采用μC/OS-II來(lái)實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　(1)建立一個(gè)消息隊(duì)列來(lái)存儲(chǔ)串口通道的消息和UDP消息;(2)控制SC28L198收發(fā)串口數(shù)據(jù);(3)建立一個(gè)任務(wù)來(lái)管理UDP通信，并通過(guò)以太網(wǎng)收發(fā)數(shù)據(jù);(4)建立一個(gè)任務(wù)來(lái)管理串口通道收發(fā)任務(wù)與UDP通信任務(wù)之間的通信。

　　3.2TCP/IP模塊

　　TCP/IP協(xié)議具有分層結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行打包和解包。UDP在TCP/IP的傳輸層，提供一種不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，但UDP協(xié)議相對(duì)簡(jiǎn)單，比起TCP協(xié)議更能夠提供實(shí)時(shí)和快速的數(shù)據(jù)傳輸。在正常的運(yùn)行過(guò)程中，該TCP/IP程序模塊能夠從數(shù)據(jù)隊(duì)列中獲取串口通信的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)打包至UDP包中，然后將UDP包發(fā)送至IP層，最后形成一幀數(shù)據(jù)。該幀數(shù)據(jù)將會(huì)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到計(jì)算機(jī)中。與此同時(shí)，該程序模塊還將從以太網(wǎng)接收到的數(shù)據(jù)解包出來(lái)，將其中的串口通道號(hào)和串口數(shù)據(jù)發(fā)送到SC28L198中去。表1描述了收發(fā)一幀數(shù)據(jù)的格式。

　　表1數(shù)據(jù)傳輸格式