基于以太網(wǎng)和CAN總線(xiàn)的樓宇自動(dòng)化系統設計
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3 軟件架構
軟件由主控機人機接口界面、上位機軟件、設備節點(diǎn)軟件組成。上位機軟件包括嵌入式TCP／IP協(xié)議簇、以太網(wǎng)收發(fā)軟件包、CAN收發(fā)軟件包等，設備節點(diǎn)軟件包括CAN模塊、數據采集分析模塊等組成。
3．1 移植μC／OS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統的方法
上位機既要和主控機通信，又要負責管理下屬的設備節點(diǎn)，負載較大。移植μC／OSⅡ操作系統可以使上位機具有多任務(wù)運行的功能。 μC／OS-Ⅱ是一個(gè)完整的，可移植、固化、裁剪的占先式實(shí)時(shí)多任務(wù)內核。它包含了任務(wù)調度、任務(wù)管理、時(shí)間管理、內存管理和任務(wù)間的通信和同步等基本功能。μC／OS-Ⅱ采用的是可剝奪型實(shí)時(shí)多任務(wù)內核，可剝奪型的實(shí)時(shí)內核在任何時(shí)候都運行就緒了的最高優(yōu)先級的任務(wù)。
在A(yíng)RM下移植μC／OS-Ⅱ操作系統主要是修改μC／OS-Ⅱ中一部分與CPU相關(guān)的匯編代碼，這里主要是任務(wù)上下文的切換代碼。
任務(wù)切換發(fā)生在任務(wù)調度的時(shí)候，μC／OS-Ⅱ下任務(wù)調度的時(shí)機主要有以下幾種情況：1)高優(yōu)先級的任務(wù)因為需要某種臨界資源，主動(dòng)請求掛起，讓出處理器，此時(shí)將調度就緒狀態(tài)的最高優(yōu)先級任務(wù)并執行。2)高優(yōu)先級的任務(wù)因為時(shí)鐘節拍到來(lái)，在時(shí)鐘中斷的處理程序中，內核發(fā)現更高優(yōu)先級的任務(wù)就緒，獲得了執行條件，則在中斷后直接切換到更高優(yōu)先級任務(wù)執行。
任務(wù)切換就是保存前一個(gè)任務(wù)的基本信息，同時(shí)讀取新任務(wù)在上一次被切換時(shí)保存的這些信息。調度器將前一任務(wù)的上述信息保存在該任務(wù)的?？臻g中，其目的是為了下次運行時(shí)能夠恢復到被切換時(shí)的狀態(tài)，調度器將從該任務(wù)的?？臻g中讀取上述信息，從而從該任務(wù)上次被中斷的位置繼續執行，其基本過(guò)程如下：
1)將當前任務(wù)的PC位置、通用寄存器數據、CPU狀態(tài)入棧。
2)將全局變量OSPrioCur(當前任務(wù)優(yōu)先級變量)的值修改為全局變量OSPrioHighRdy(最高優(yōu)先級任務(wù)優(yōu)先級)的值，即把最高就緒任務(wù)優(yōu)先級設置為新的當前任務(wù)優(yōu)先級。
3)將原任務(wù)TCB的第一個(gè)成員(指向棧頂的指針*OSTCB-StkPtr)的值修改為當前SP寄存器的值，以便再次返回。
4)獲取最高優(yōu)先級的任務(wù)控制塊中第一個(gè)成員(指向堆棧棧頂指針*OSTCBStkPtr)的值并將其保存到SP寄存器中。
5)將OSTCBCur的值修改為新就緒最高優(yōu)先級任務(wù)的任務(wù)控制塊地址。
6)將新任務(wù)的PC地址、通用寄存器數據、CPU狀態(tài)出棧，開(kāi)始執行新的任務(wù)。
因為任務(wù)切換是將當前任務(wù)的基本信息保存起來(lái)(入任務(wù)棧)，并加載新任務(wù)的基本信息(出棧)，而這些信息很大一部分都被存儲在CPU的寄存器中，因此根據處理器的不同，此函數在實(shí)現上略有差異，一般都采用匯編語(yǔ)言實(shí)現。
3．2 編寫(xiě)設備驅動(dòng)程序
設備驅動(dòng)程序主要包括以太網(wǎng)和CAN軟件包，以太網(wǎng)驅動(dòng)主要是初始化LPC2478內部以太網(wǎng)模塊的一些重要的寄存器如MAC配置寄存器、MAC地址寄存器、命令寄存器、狀態(tài)寄存器、中斷狀態(tài)寄存器等等。以太網(wǎng)模塊內部采用DMA方式讀取數據，分別使用接收、發(fā)送描述符數組來(lái)表示接收和發(fā)送的數據塊。以太網(wǎng)模塊發(fā)送和接受數據的流程如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159681.htm
CAN的初始化包括初始化時(shí)鐘分頻寄存器，同時(shí)選擇能支持擴展幀的PeliCAN模式，設置接收中斷，采用中斷來(lái)接收數據，設置總線(xiàn)時(shí)序寄存器、輸出控制寄存器等。初始化CAN流程圖如圖3所示。
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