基于A(yíng)RM微控制LPC2138的分布式系統設計

無(wú)極性連接設計

實(shí)現無(wú)極性連接有利于工程施工，方便系統擴容。如果采用差分曼徹斯特編碼的方法雖然可靠性高，但需要增加編解碼器，提高了硬件復雜性。本系統采用了異或門(mén)和軟件編程的方法實(shí)現。即在信息輸入輸出部分增加異或門(mén)進(jìn)行控制，當連接錯誤的時(shí)候控制引腳輸出高電平對信息取反，連接正確引腳輸出低電平信息不變。通過(guò)程序實(shí)現系統的自動(dòng)信息監測和自動(dòng)控制，由主機發(fā)送系統自檢信息，包括一個(gè)正向數據信息和反向的數據信息，在信息中包含正反信息碼，當從機接收到這些信息的時(shí)候就可以自動(dòng)調整自己的控制端進(jìn)行相應的控制操作。使用這種方式只需增加少許的軟硬件開(kāi)銷(xiāo)就實(shí)現了無(wú)極性的控制。

在應用編程(1AP)實(shí)現

許多場(chǎng)合(例如地下燈光控制、土壤檢測)在系統布好后就不易進(jìn)行系統重新配置和程序的更新，所以采用IAP技術(shù)不僅使系統的適應能力增強，工作壽命增長(cháng)而且維護比較方便。

LPC2138的IAP程序位于BootBlock中，占用12KB存儲空間，位于地址0x0007D000-0x0007FFFF的Flash中，同時(shí)它的最低64字節也出現在從地址0x00000000開(kāi)始的Flash存儲器區域，所以復位后中斷向量被激活，跳轉到Boot Block裝載程序的入口。Boot裝載程序控制復位后的初始化操作，并提供實(shí)現Flash編程的方法。 IAP程序是Thumb代碼，位于地址0x7FFFFFFO(重映射后地址)處。IAP的功能可用下面的C代碼來(lái)調用。

(1)定義IAP程序的入口地址(由于IAP地址的第0位是1，因此，當程序計數器轉移到該地址時(shí)會(huì )引起Thumb指令集的變化)

#define IAP_LOCATIONOx7FFFFFFl

(2)定義數據結構或指針

unsigned long command[5]；

unsigned long result[2]；

(3)定義函數類(lèi)型指針

Typedef void(*IAP)(unsignedint[]，unsigned int[])；

IAP iap_entry；

(4)設置函數指針

iaP_entrY = (I A P)lAP_LOCATl0N；

(5)調用IAP

iap_entry(command，result)；

程序開(kāi)發(fā)采用ARM公司的集成開(kāi)發(fā)工具ADS1.2，把終端程序分為主程序和更新程序兩部分：

主程序用來(lái)實(shí)現終端的功能，是需要進(jìn)行更新的部分，更新程序僅負責主程序的更新。編譯鏈接時(shí)主程序占據0～14扇區，更新程序占據22～26扇區，15～21扇區用來(lái)存儲待更新主程序。更新程序用到的數據定義到片內R A M中0x40007800～0x40007FFF區域。另外為了實(shí)現主程序和更新程序的精確定位，設置ARMLinker中Linktype用Scattered方式，它能根據格式文件中指定的地址映射生成ELF格式的映像文件。

更新過(guò)程可大體分為程序更新準備和程序更新兩個(gè)階段：

準備階段分三步完成，首先主站通過(guò)RS485總線(xiàn)將編譯過(guò)的新終端主程序(不包含更新模塊)分成小的數據單元下傳給終端，終端將收到的經(jīng)校驗正確的數據存儲到片內F1ash存儲器中，然后主站查詢(xún)終端代碼的接收情況，并對傳輸錯誤的部分重新下傳進(jìn)行更正，最后主站發(fā)送啟動(dòng)更新指令，終端檢驗程序數據正確性并置上更新標志，停止刷新看門(mén)狗，從而使終端復位。

程序更新分兩步完成，首先終端重啟時(shí)檢測到更新標志有效即可調用更新程序進(jìn)行程序更新，程序更新完成后再次使終端自復位，即可運行更新后的程序代碼，完成程序更新全過(guò)程。

另外，由于IAP服務(wù)代碼是Thumb指令，用c程序直接調用時(shí)須在設置編譯參數ATPCS時(shí)選中Arm／ThumbInte2rworking項。由于執行IAP命令使用片內RAM頂端的32個(gè)字節空間，因此用戶(hù)程序不應該使用該空間。調用IAP功能前，要關(guān)閉PLL、MAM(存儲器加速模塊)部件及所有中斷以及正確設置系統時(shí)鐘。

結語(yǔ)

基于ARM微處理器的分布式控制系統不僅提高了系統集成度，增強了系統功能和系統穩定性，而且通過(guò)其強大的處理能力和IAP技術(shù)也使得系統智能化程度提高，符合分布式控制系統的發(fā)展方向。

參考文獻:

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