嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-II串口通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2 硬件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)
2．1 硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
以STM32V評(píng)估板為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，該評(píng)估板采用ST公司32位ARM微處理器STM32F103VB，該芯片最大時(shí)鐘頻率72 MHz，內(nèi)置大容量存儲(chǔ)器包括128 KB的高速Flash和20 K的SRAM，豐富的外設(shè)接口：80個(gè)高速I(mǎi)／O接口，3個(gè)USART，2個(gè)I2C，2個(gè)SPI，7通道的DMA，RTC等。STM32V開(kāi)發(fā)板將這些外設(shè)接口全部引出，自帶LCD液晶顯示并集成調(diào)試工具，用戶可方便設(shè)計(jì)、調(diào)試和查看程序運(yùn)行結(jié)果等。評(píng)估板功能模塊組成如圖1所示，主要包括以下部分：模擬輸入信號(hào)部分、跳線配置、USB電源供給、液晶顯示、串口通信、CAN通信、復(fù)位／輸入按鈕、LED顯示和SD卡存儲(chǔ)。

2．2 通信電路
計(jì)算機(jī)與外界的信息交換稱為通信。通信基本方式分為串行通信和并行通信兩種。串行通信是指一個(gè)數(shù)據(jù)是逐位順序傳送的通信方式，串行通信有同步和異步兩種基本的通信方式。
其中，同步通信是通過(guò)同步時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的同步。而異步通信規(guī)定了字符數(shù)據(jù)的傳送格式，即每個(gè)數(shù)據(jù)以相同的幀格式傳送。每一幀信息由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位組成。依據(jù)起始位在每個(gè)字符數(shù)據(jù)開(kāi)始時(shí)使發(fā)送和接收同步，停止位則作為字符結(jié)束的標(biāo)志。
PC機(jī)的串行通信接口采用的是EIA RS-232E標(biāo)準(zhǔn)串行通信協(xié)議。在本設(shè)計(jì)中，主控芯片STM32F103VB的接口采用TTL電平，規(guī)定0～0．8 V為“0”電平，2～5V為“1”電平，它不能直接與PC機(jī)標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口連接，必須設(shè)計(jì)TTL電平到RS-232協(xié)議電平信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路。串口RS-232電平與STM32F103VB微處理器TTL電平轉(zhuǎn)換由開(kāi)發(fā)板上的ST3232完成，接口電路如圖2所示。

3 軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)
選擇RealView MDK軟件作為開(kāi)發(fā)工具，它是針對(duì)各種嵌入式處理器開(kāi)發(fā)的軟件開(kāi)發(fā)工具。與ARM之前的工具包ADS等相比，RealView編譯器可將代碼密度提高10％，性能改善20％，并且支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核處理器。編程語(yǔ)言可以使用C或者C++語(yǔ)言，支持在線調(diào)試。
嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ可以管理256個(gè)任務(wù)，除了系統(tǒng)任務(wù)外，用戶應(yīng)用程序最多可以有248個(gè)任務(wù)，而中斷嵌套的層數(shù)最多也可以到255層。任務(wù)創(chuàng)建過(guò)程包含了任務(wù)堆棧大小的設(shè)置、優(yōu)先級(jí)分配以及在通信或保持同步過(guò)程中使用的信號(hào)量和郵箱。在STM32V評(píng)估板上通過(guò)RS232接口實(shí)現(xiàn)了評(píng)估板與PC機(jī)的通信，軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示，在完成相應(yīng)的初始化之后，創(chuàng)建程序設(shè)計(jì)中用到的信號(hào)量和消息郵箱，緊接著需要?jiǎng)?chuàng)建應(yīng)用任務(wù)，最后啟動(dòng)系統(tǒng)。