LPC2365的μC／OS-II 下多串口通信編程
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3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 μC／OS-II的移植
μC／OS-II是一個(gè)完整的、可移植、可固化、可裁剪、源代碼公開的占先式實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，它可移植到多種不同架構(gòu)的微處理器上，包括8位、16位、32位單片機(jī)或DSP，以及64位的微處理器。
要在自己的硬件環(huán)境中運(yùn)行該操作系統(tǒng)，首先必須將其移植到相應(yīng)CPU體系結(jié)構(gòu)中，好在國內(nèi)已有大量的書籍和文章介紹移植方法，嚴(yán)格按照其步驟進(jìn)行源代碼編寫和修改就可以得到一份自己移植的操作系統(tǒng)。更簡捷、可靠的辦法是從網(wǎng)站下載針對(duì)某一具體架構(gòu)處理器的移植好的例程，大大方便了用戶的使用。關(guān)于移植μC／OS-II到ARM7的方法可參考文獻(xiàn)。
3．2 應(yīng)用程序編寫
要使用μC／OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，編寫應(yīng)用程序必須遵守其編程規(guī)范。在本應(yīng)用程序中，主要編寫了串口中斷服務(wù)程序和串口數(shù)據(jù)的收發(fā)任務(wù)，在任務(wù)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，使用了互斥型信號(hào)量和二值信號(hào)量。
對(duì)于串口中斷服務(wù)程序的編寫，需要注意的問題主要在于通信幀數(shù)據(jù)是否為固定長度。在本應(yīng)用程序中，串口1接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長度固定且較短，其中斷服務(wù)程序和任務(wù)編程相對(duì)較簡單；串口0和2接收到的數(shù)據(jù)幀是不定長的且長度較長，需要考慮數(shù)據(jù)幀長度是否為觸發(fā)深度的整數(shù)倍。設(shè)置串口接收中斷觸發(fā)深度為14，當(dāng)通信幀的長度不是14的整數(shù)倍時(shí)，對(duì)方將通信幀全部發(fā)送完畢后，最后一批數(shù)據(jù)必定不足14字節(jié)，從而導(dǎo)致超時(shí)中斷，就可以在超時(shí)中斷中發(fā)送信號(hào)量來通知接收任務(wù)，成功地結(jié)束接收過程。
當(dāng)通信幀的長度正好為14的整數(shù)倍時(shí)，對(duì)方將通信幀全部發(fā)送完畢后，最后一批數(shù)據(jù)必定是14字節(jié)，只能觸發(fā)正常的接收中斷，不會(huì)觸發(fā)超時(shí)中斷。在通信幀數(shù)據(jù)不定長的情況下，不能通過正常的接收中斷來判斷接收過程是否結(jié)束。為此，在通信任務(wù)中應(yīng)為等待信號(hào)量函數(shù)設(shè)置超時(shí)參數(shù)，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變時(shí)就可以結(jié)束接收過程。串口0中斷服務(wù)程序和接收數(shù)據(jù)任務(wù)程序片段代碼如下：
依據(jù)所要完成的任務(wù)并結(jié)合硬件系統(tǒng)框圖，將串口0和串口1接收到的數(shù)據(jù)存放在一個(gè)全局?jǐn)?shù)組中，分別創(chuàng)建串口0和串口1接收任務(wù)，兩個(gè)接收任務(wù)將接收到的數(shù)據(jù)直接寫入全局?jǐn)?shù)組的相應(yīng)元素中。由于要求將串口0和串口1接收到的數(shù)據(jù)組幀以每秒一幀的速率發(fā)送出去，而串口0正好是每秒接收到一幀數(shù)據(jù)，或者說與串口0相連接的普通性能GPS接收機(jī)每秒發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，所以發(fā)送幀數(shù)據(jù)的組裝和寫入隊(duì)列任務(wù)的啟動(dòng)可以由串口0接收任務(wù)中的信號(hào)量來控制，這樣可以避免因計(jì)時(shí)誤差而導(dǎo)致下傳的GPS幀數(shù)據(jù)跳變或重復(fù)。
由于需要將串口2接收到的高性能GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)和串口0及串口1接收到的數(shù)據(jù)組幀后寫入發(fā)送數(shù)據(jù)隊(duì)列，所以涉及到發(fā)送數(shù)據(jù)隊(duì)列資源的使用問題，也就是共享資源的使用問題。互斥信號(hào)量具有處理優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的功能，特別適合對(duì)共享資源的互斥訪問，其優(yōu)先級(jí)繼承值必須高于所有需要訪問這個(gè)共享資源的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。這里，串口2接收任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為9，數(shù)據(jù)組幀任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為13，所以設(shè)置互斥信號(hào)量的優(yōu)先級(jí)繼承值為8。當(dāng)這兩個(gè)任務(wù)向數(shù)據(jù)隊(duì)列中寫入數(shù)據(jù)時(shí)，首先需要獲取互斥型信號(hào)量，待寫完數(shù)據(jù)后應(yīng)及時(shí)釋放信號(hào)量，以供其他任務(wù)使用該資源。
在主函數(shù)main()中，創(chuàng)建了串口3接收數(shù)據(jù)任務(wù)，該任務(wù)的功能是創(chuàng)建其他任務(wù)，并在無限循環(huán)中等待串口3接收數(shù)據(jù)，當(dāng)串口3接收到數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行判斷，并依據(jù)其內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的指令。其任務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高基于以下兩點(diǎn)：該任務(wù)是關(guān)鍵任務(wù)，當(dāng)接收到指令時(shí)必須執(zhí)行，不得遺漏；該任務(wù)執(zhí)行的不是很頻繁，可以保障低任務(wù)優(yōu)先級(jí)的任務(wù)得到執(zhí)行。其程序代碼如下：
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