LPC2365的μC／OS-II 下多串口通信編程
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3 軟件設計
3．1 μC／OS-II的移植
μC／OS-II是一個完整的、可移植、可固化、可裁剪、源代碼公開的占先式實時多任務內(nèi)核，它可移植到多種不同架構的微處理器上，包括8位、16位、32位單片機或DSP，以及64位的微處理器。
要在自己的硬件環(huán)境中運行該操作系統(tǒng)，首先必須將其移植到相應CPU體系結(jié)構中，好在國內(nèi)已有大量的書籍和文章介紹移植方法，嚴格按照其步驟進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)站下載針對某一具體架構處理器的移植好的例程，大大方便了用戶的使用。關于移植μC／OS-II到ARM7的方法可參考文獻。
3．2 應用程序編寫
要使用μC／OS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)，編寫應用程序必須遵守其編程規(guī)范。在本應用程序中，主要編寫了串口中斷服務程序和串口數(shù)據(jù)的收發(fā)任務，在任務間進行數(shù)據(jù)交換時，使用了互斥型信號量和二值信號量。
對于串口中斷服務程序的編寫，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，其中斷服務程序和任務編程相對較簡單；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。設置串口接收中斷觸發(fā)深度為14，當通信幀的長度不是14的整數(shù)倍時，對方將通信幀全部發(fā)送完畢后，最后一批數(shù)據(jù)必定不足14字節(jié)，從而導致超時中斷，就可以在超時中斷中發(fā)送信號量來通知接收任務，成功地結(jié)束接收過程。
當通信幀的長度正好為14的整數(shù)倍時，對方將通信幀全部發(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，不會觸發(fā)超時中斷。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，在通信任務中應為等待信號量函數(shù)設置超時參數(shù)，當接收到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變時就可以結(jié)束接收過程。串口0中斷服務程序和接收數(shù)據(jù)任務程序片段代碼如下：
依據(jù)所要完成的任務并結(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)存放在一個全局數(shù)組中，分別創(chuàng)建串口0和串口1接收任務，兩個接收任務將接收到的數(shù)據(jù)直接寫入全局數(shù)組的相應元素中。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)的組裝和寫入隊列任務的啟動可以由串口0接收任務中的信號量來控制，這樣可以避免因計時誤差而導致下傳的GPS幀數(shù)據(jù)跳變或重復。
由于需要將串口2接收到的高性能GPS接收機數(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)隊列，所以涉及到發(fā)送數(shù)據(jù)隊列資源的使用問題，也就是共享資源的使用問題。互斥信號量具有處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的功能，特別適合對共享資源的互斥訪問，其優(yōu)先級繼承值必須高于所有需要訪問這個共享資源的任務的優(yōu)先級。這里，串口2接收任務的優(yōu)先級為9，數(shù)據(jù)組幀任務的優(yōu)先級為13，所以設置互斥信號量的優(yōu)先級繼承值為8。當這兩個任務向數(shù)據(jù)隊列中寫入數(shù)據(jù)時，首先需要獲取互斥型信號量，待寫完數(shù)據(jù)后應及時釋放信號量，以供其他任務使用該資源。
在主函數(shù)main()中，創(chuàng)建了串口3接收數(shù)據(jù)任務，該任務的功能是創(chuàng)建其他任務，并在無限循環(huán)中等待串口3接收數(shù)據(jù)，當串口3接收到數(shù)據(jù)后對其進行判斷，并依據(jù)其內(nèi)容執(zhí)行相應的指令。其任務優(yōu)先級設為最高基于以下兩點：該任務是關鍵任務，當接收到指令時必須執(zhí)行，不得遺漏；該任務執(zhí)行的不是很頻繁，可以保障低任務優(yōu)先級的任務得到執(zhí)行。其程序代碼如下：
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