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基于μC/OS-II的Modbus協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2009-09-01 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/152365.htm

   最初由Modicon 公司開(kāi)發(fā)出來(lái),1979 年末該公司成為施耐德自動(dòng)化 (Schneider Automation)部門的一部分?,F(xiàn)在 已經(jīng)是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié) 議。 為應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議,僅定義了通訊消息結(jié)構(gòu),一個(gè)Modbus 信息幀包 括從機(jī)地址、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼。Modbus 協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-422、 RS-485 和以太網(wǎng)設(shè)備。許多工業(yè)設(shè)備,包括PLC、DCS、智能儀表等都在使用Modbus 協(xié) 議作為它們之間的通訊標(biāo)準(zhǔn)。 為適應(yīng)當(dāng)前開(kāi)發(fā)Modbus 設(shè)備過(guò)程中協(xié)議測(cè)試的需求以及Modbus 設(shè)備在線測(cè)試的需 要,本文提出并實(shí)現(xiàn)了ARM 嵌入式處理器、μC/OS 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的Modbus 協(xié)議測(cè)試 系統(tǒng),并給出了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。

  2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  Modbus 協(xié)議硬件設(shè)計(jì)采用了工業(yè)級(jí)嵌入式處理器HMS30C7202 。 HMS30C7202 是Hynix 公司的高性能、低功耗32 位RISC 微處理器,它由ARM720T 內(nèi)核 和其他一些外圍接口電路組成,工作頻率為70MHz,支持8KB 的數(shù)據(jù)與指令Cache、2KB 的SRAM、支持段式和頁(yè)式存儲(chǔ)的MMU、寫緩沖器及AMBA 接口。

  HMS307202 采用0.25μm 低功耗CMOS 工藝,片內(nèi)電壓2.5V,I/O 支持3.3V 電壓,采用了256 管腳QFP/BGA 封裝。 HMS30C7202 片上資源十分豐富,具有極高的集成度,非常適用于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,主要 應(yīng)用于PDA、智能電話、個(gè)人音頻設(shè)備等場(chǎng)合。 提供了RS-232 和以太網(wǎng)接口,用于實(shí)現(xiàn)和被測(cè)Modbus 設(shè)備的聯(lián)接。系統(tǒng) RS-232 接口芯片采用MAX3232。在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部,將MAX3232 的接收輸出端與 HMS30C7202 的通用IO 端口E24 相連。工作時(shí),使用串行電纜將RS-232 串口和 被測(cè)設(shè)備的串口聯(lián)接起來(lái),在測(cè)試系統(tǒng)中通過(guò)運(yùn)行測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)Modbus 協(xié)議的測(cè)試。系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

  測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件采用μ 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),μ 的前身是μC/OS,由美國(guó) 人Jean Labrosse 編寫。μ 是一種可剝奪型的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),其特點(diǎn)是可固化,可裁減,移植性好。μC/OS-II 功能強(qiáng)大,最多支持56 個(gè)用戶任務(wù),支持信號(hào)量、消息郵箱、 消息隊(duì)列等多種常用的進(jìn)程間通信機(jī)制。

  現(xiàn)已成功移植到幾乎所有知名的MCU 上,其穩(wěn)定 性與可靠性已經(jīng)得到檢驗(yàn)[1]。 μC/OS-II 是一個(gè)可剝奪型搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核。μC/OS-II 大部分代碼是用ANSI C 語(yǔ) 言編寫的,僅包含一小部分匯編語(yǔ)言代碼,使之可以提供給不同架構(gòu)的微處理器使用。至今, 從8 位到64 位,μC/OS-II 已經(jīng)在40 多種不同架構(gòu)的微處理器上使用。

  世界上已經(jīng)有成千上 萬(wàn)的人在各個(gè)領(lǐng)域中使用μC/OS,這些領(lǐng)域包括:照相機(jī)行業(yè)、航空業(yè)、醫(yī)療器械、網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備、自動(dòng)提款機(jī)以及工業(yè)機(jī)器人等。 由于μC/OS-II 僅僅是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)的內(nèi)核,移植μC/OS-II 到處理器平臺(tái)以后,離實(shí) 際的應(yīng)用還有一段距離。因此必須對(duì)μC/OS-II 進(jìn)行必要的擴(kuò)充,才能建立一個(gè)實(shí)用的實(shí)時(shí) 操作系統(tǒng)。擴(kuò)充工作主要包括:建立文件系統(tǒng)、為外部設(shè)備建立驅(qū)動(dòng)程序并規(guī)范相應(yīng)的API 函數(shù)、創(chuàng)建圖形用戶接口(GUI)函數(shù)、建立其他實(shí)用的應(yīng)用程序接口(API)函數(shù)等[2]。

  圖1 測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖


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