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基于LPC2365和嵌入式μC/OS-II下的多串口通信编程方法教程

2018年02月07日 09:21 次阅读

本文介绍了以LPC2365为核心处理器、嵌入式实时操作系统μC/OS-II下的多串口通信编程方法。对于固定长度的短字节帧数据,通过设置合适的字节触发深度,一次中断完成数据接收任务;对于变长的长字节帧数据,则通过多次中断和等待延时的方法判断数据稳定并完成帧数据的接收;对于大量数据的接收和发送采用建立FIFO数据队列的方法。

通过这些措施较好地完成了多串口较大数据量的通信任务。

国产某掠海恒高硬体拖靶在拖曳飞行时,需要将自身的各种参数通过无线链路实时上传至拖曳母机,同时实时接收拖曳母机的遥控指令完成相应的动作。拖靶自身的参数包括:开关高控状态、蓄电池电压、无线电高度表值、飞行高度装定值、垂向加速度值、舵翼角、温度值、普通性能GPS接收机输出的主要参数值、高性能测量GPS接收机输出的主要参数值等。其中,前面7项由一块采集板完成采集并装配成帧数据,通过RS232串口以9 600 bps的波特率、1 Hz的速率输出。

数据帧长度固定为12字节,同时接收6字节/帧的遥控指令数据。普通性能GPS接收机以9 600 bps的波特率、1 Hz的速率输出$GPGGA和$GPRMC两条语句,其字节数可变,但最多不超过1 60字节;高性能GPS则以57 600 bps的波特率、20 Hz的速率输出RT、RD、TO、SI、RC、CP、DC、FC、PV 9个参数,这些总的参数数据量随所观测到的卫星数目而变化,但最多不超过305字节。

现在需要将采集板和普通性能GPS接收机的数据组成每帧75字节数据(如果收到遥控指令时,则需要一次返回3帧同样数据)、以每秒一帧的速率上传至拖曳母机以供实时显示。将高性能测量GPS接收机输出的数据直接上传至拖曳母机存储以供事后处理。由此可见这是一个典型的多串口较大数据量的通信应用问题。

1 工作原理

利用具有多个串口资源的ARM7处理器LPC2365芯片分别实时接收数据采集板和普通性能GPS接收机发送过来的数据,并按要求进行组帧后,通过互斥型信号量存入FIFO类型的发送数据队列中;将接收到的高性能GPS接收机数据也存入同一发送数据队列中;当发送数据队列不为空时,通过一个二值信号量启动串口发送任务进行数据的发送,直到一帧数据发送完毕为止。发送数据流向示意图如图1所示。

II下的多串口通信编程方法

应用程序是基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II编写完成的,针对不同的功能创建不同的任务,包括串口接收任务、串口发送任务、组帧任务等。

2 硬件设计

主控CPU选用NXP公司生产的ARM7处理器LPC2365,该芯片拥有256 KB的Flash存储器、32 KB的SRAM、4个全双工UART串口以及多达70个通用I/O端口,硬件资源非常丰富。4个全双丁串口可分别与数据采集板、普通性能GPS接收机、高性能GPS接收机以及数传模块进行通信;256 KB的Flash存储器和32 KB的SRAM可以存储和运行嵌入式实时操作系统μC/OS-II下的应用程序。

由于高性能GPS接收机以57 600 bps的波特率、20Hz的速率和305字节/帧的数据量输出数据,其数据量占空比高达85%,考虑到还需要下传其他参数信息,因此应选用波特率更高的数传模块完成数据传输任务。

II下的多串口通信编程方法

美国GE MDS公司生产的EL806数传模块拥有先进的调频扩频技术,在902~928 MHz频段上提供了速率最高可达115 200 bps(连续工作)的工业级的无线通信设备;在无线数据通信的可靠性、完整性和纠错能力方面具有较强优势;同时,该产品具有供电范围较宽、功耗较低、功率可达1 W、环境适应性较强的工业级性能。硬件系统框图如图2所示。

3 软件设计

3.1 μC/OS-II的移植

μC/OS-II是一个完整的、可移植、可固化、可裁剪、源代码公开的占先式实时多任务内核,它可移植到多种不同架构的微处理器上,包括8位、16位、32位单片机或DSP,以及64位的微处理器。

要在自己的硬件环境中运行该操作系统,首先必须将其移植到相应CPU体系结构中,好在国内已有大量的书籍和文章介绍移植方法,严格按照其步骤进行源代码编写和修改就可以得到一份自己移植的操作系统。更简捷、可靠的办法是从网站下载针对某一具体架构处理器的移植好的例程,大大方便了用户的使用。关于移植μC/OS-II到ARM7的方法可参考文献。

3.2 应用程序编写

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赛灵思工业物联网 丰富的 IP、软件、硬件与设计服务解决方案让基于赛灵思 All Programma...

发表于 2018-02-14 03:09 681次阅读
赛灵思扩大生态系统,重塑嵌入式视觉、工业物联网系...

FTDI推出嵌入式视频引擎(EVE)系列的首款芯...

当今的智能显示设计非常复杂,常常需要使用32位高端处理器(带大量的I/O接口和外部存储器)、较高的成...

发表于 2018-02-12 04:01 207次阅读
FTDI推出嵌入式视频引擎(EVE)系列的首款芯...

基于信号处理和嵌入式应用的音频处理系统的设计和实...

随着计算机技术、电子技术和通信技术的迅猛发展,音频处理技术也在众多领域得到广泛应用。如通信领域中的手...

发表于 2018-02-11 05:07 228次阅读
基于信号处理和嵌入式应用的音频处理系统的设计和实...

基于Intel嵌入式处理器IXP425的会议电视...

本文介绍了采用IXP425作为核心主控单元和3片DM642作为核心数据处理单元的会议电视多点控制单元...

发表于 2018-02-11 03:23 235次阅读
基于Intel嵌入式处理器IXP425的会议电视...

基于嵌入式系统中看门狗的原理与使用

在产品化的嵌入式系统中,为了使系统在异常情况下能自动复位,一般都需要引入看门狗。

发表于 2018-02-08 18:27 1060次阅读
基于嵌入式系统中看门狗的原理与使用

很全面的嵌入式开发与学习的入门知识

刚刚涉及嵌入式开发者总是先阅读一些指导类型文章,然后就开始对开发语言的选择踌躇不决。是C 还是C++...

发表于 2018-02-08 16:55 1435次阅读
很全面的嵌入式开发与学习的入门知识

基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

VGA(Video GraphICs Array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2机(...

发表于 2018-02-08 06:44 270次阅读
基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

基于嵌入式Linux内核的特殊矩阵键盘设计完整驱...

为了适应嵌入式设备外设的多样性,本文以特殊矩阵键盘为例,设计了一套完整的驱动 控制模块 。硬件电路设...

发表于 2018-02-07 09:44 283次阅读
基于嵌入式Linux内核的特殊矩阵键盘设计完整驱...

基于ARM9处理器的嵌入式Boa服务器的网络远程...

随着高科技技术逐渐融入到传统的农副业,温室培养已成为生产反季节作物的方式。介绍了基于S3C2410处...

发表于 2018-02-07 09:29 151次阅读
基于ARM9处理器的嵌入式Boa服务器的网络远程...

基于STM32平台的μC/OS-II上的μC/G...

μC / GUI 是一种专为嵌入式应用设计的通用图形接口软件。本文详细介绍了μC/GUI的结构框架和...

发表于 2018-02-07 09:25 291次阅读
基于STM32平台的μC/OS-II上的μC/G...

Reset对嵌入式系统稳定性的重要性分析

嵌入式系统 的应用领域越来越广泛,干扰或者恶劣环境常影响嵌入式系统运行的 稳定性 和可靠性。 Res...

发表于 2018-02-07 09:04 205次阅读
Reset对嵌入式系统稳定性的重要性分析

嵌入式SoC芯片S698-T的飞参采集器设计

随着我国航空业的发展,我国自主设计的飞机越来越多的飞行在天空中,为了记录监控飞机飞行过程中,飞机各种...

发表于 2018-02-07 08:49 141次阅读
嵌入式SoC芯片S698-T的飞参采集器设计

基于S3C2410嵌入式设备的U-Boot移植流...

S3C2410 是三星公司针对嵌入式系统推出的高性价比微处理器,它是基于ARM9TDMI内核的16/...

发表于 2018-02-07 07:58 196次阅读
基于S3C2410嵌入式设备的U-Boot移植流...

嵌入式常用的通信协议

随着通信与计算机整合时代的到来,数字化、宽带化和智能化已成为未来通信发展的方向,人类社会对电信业务从...

发表于 2018-02-06 18:48 482次阅读
嵌入式常用的通信协议

嵌入式常用接口协议

接口协议指的是需要进行信息交换的接口间需要遵从的通信方式和要求。接口协议的种类非常多。接口协议不仅要...

发表于 2018-02-06 17:54 279次阅读
嵌入式常用接口协议

嵌入式常用的c标准库

C标准函数库是所有符合标准的头文件(head file)的集合,以及常用的函数库实现程序,例如I/O...

发表于 2018-02-06 17:28 157次阅读
嵌入式常用的c标准库