基于Lonworks總線的嵌入式智能節(jié)點的設(shè)計

　　OS_CPU_C.C要求編寫六個簡單的c函數(shù)：OSTaskSiklnit()；OSTaskCreateHook()；OSTaskDelHook()；OSTaskSwHook()；OSTaskStatHook()；OSTimeTickHook()唯一必要的函數(shù)是OSTaskStklnit()，其它五個函數(shù)必須聲明但沒必要包含。對于OSTaskStklnit()而言，OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()通過調(diào)用OSTaskStkInit()來初始化任務(wù)的堆棧結(jié)構(gòu)，OSTaskStkInit()返回堆棧指針所指的地址，OSTaskCreate()會獲得該地址并將它保存到任務(wù)控制塊(OS TCB)中。

　　CPU_ A.ASM要求編寫四個簡單的匯編語言函數(shù)：OSStartHighRdy()；OSCtxSw()；

　　OSIntCtxSw()；OSTickISR()。將所有與處理器相關(guān)的代碼放到OS_CPU_C.C文件中，而不必放在一些分散的匯編語言文件中。

　　(1)OSStartHighRdy()：運行高優(yōu)先級就緒任務(wù)函數(shù)OSStartHighRdy()必須調(diào)用OSTaskSwHook()，因為OSTaskSwHook()可以通過檢查OSRunning而確定是OSStartHighRdy()在調(diào)用它(OSRunning為FALSE)還是正常的任務(wù)切換在調(diào)用它(OSRunning為TRUE)。OSStartHighRdy()還必須在最高優(yōu)先級任務(wù)恢復之前和調(diào)用OSTaskSwHook()之后設(shè)置OSRunning為TRUE。

　　(2)OSCtxSw()、OSIntCtxSw()：上下文切換函數(shù)任務(wù)級的切換是通過發(fā)軟中斷命令來完成的，其中斷向量地址必須指向OSCtxSw()。中斷級的切換由OSIntExit()通過調(diào)用OSintCtxSw()來執(zhí)行切換功能。

　　(3)OSTickISR()：定時中斷函數(shù)OSTickISR()函數(shù)主要負責進人中斷時保存處理器寄存器內(nèi)容，完成任務(wù)切換退出時恢復處理器寄存器內(nèi)容并返回，相當于中斷服務(wù)程序的入口。

　　4   μc/os_Ⅱ與ShortStack的結(jié)合

    因為μc/os_Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)代碼和ShortStack應(yīng)用程序代碼的固有的特征，兩者可以有機的結(jié)合在一起。μcos_Ⅱ由系統(tǒng)服務(wù)，如郵箱、內(nèi)存管理、消息隊列、信號量管理等，對于這些服務(wù)是在OS_CFG.h定義了的，當設(shè)計的系統(tǒng)要使用這些服務(wù)時只需要將定義的值改為1即可。將ShortStack應(yīng)用程序中的常量定義全部放在OS_CFG.h中。這樣可以同時對操作系統(tǒng)各種服務(wù)函數(shù)和ShortStack 的API和APP函數(shù)實現(xiàn)了裁減。

   將ShortStack應(yīng)用程序當作μcos_Ⅱ操作系統(tǒng)的一個任務(wù)運行。先定義堆棧，以便保存本任務(wù)在任務(wù)切換時單片機的寄存器的當前值，當μcos_Ⅱ下次調(diào)度到該任務(wù)運行時就可以從堆?；謴虲PU的值，從而該任務(wù)繼續(xù)運行。程序如下：

　　OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];  //任務(wù)Task1的任務(wù)堆棧

　　OS_STK ShortStackStk[TASK_STK_SIZE];  //ShortStack的任務(wù)堆棧

　　…　　//其他任務(wù)堆棧

　　Void main（void）

　　{

　　OSInit();

　　OSTaskCreat(Task1，（void *）0,& TaskStartStk[TASK_STK_SIZE-1],0);

　　OSTaskCreat(ShortStack，（void *）0,& ShortStackStk[0],2);

　　…　　//創(chuàng)建其他任務(wù)

　　OSStart();

　　return 0;

　　}

　　void ShortStack(void)

　　{

　　lonInit();

　　for(; ; )

　　{

    lonEventHandler();//周期性調(diào)用檢查是否有任何LonWorks事件要處理

　　}

　　}

　　由于μc/os_Ⅱ操作系統(tǒng)沒有任何的硬件驅(qū)動，所以用戶自己將ShortStack串口驅(qū)動、輸入輸出隊列操作部分擴展為該操作系統(tǒng)的一部分。此外，系統(tǒng)可以添加其他特定的任務(wù)，通過系統(tǒng)調(diào)度，實現(xiàn)節(jié)點的合理利用，增加節(jié)點的實用性。如圖4所示。

　　最后，將帶有TP/FT-10F控制模塊的MSP430F149芯片接入Gizmo4開發(fā)板，通過Nodebuilder開發(fā)工具編譯，進入調(diào)試界面，利用LonMaker連接為兩節(jié)點網(wǎng)絡(luò)，測試兩節(jié)點是否通訊。

圖4  軟件結(jié)構(gòu)圖

　　5  結(jié)束語

   MSP430F149是16bit的RISC微處理器，該處理器特別適用于手持式設(shè)備以及高性價比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它集成了中斷控制、功率控制、存儲控制、UART、PWM、ADC等豐富的資源。由于工業(yè)、家庭網(wǎng)絡(luò)化的需求，以及LonWorks總線便捷的入網(wǎng)方式，可以使該多用途智能節(jié)點分散自制，每個節(jié)點一方面分散地解決其特定的任務(wù)，另一方面通過點對點、點對多點的通訊，解決節(jié)點之間的信息傳輸，實現(xiàn)分散基礎(chǔ)上的融合。上位機要完成對LON 網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控與管理功能，二者之間必須能進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換。LON 總線技術(shù)還提供了DDE Server 軟件。DDE Server 能夠?qū)崿F(xiàn)LON網(wǎng)絡(luò)和任何具有DDE 功能的Windows 應(yīng)用程序間交換網(wǎng)絡(luò)變量和信息。系統(tǒng)提供給用戶一個十分友好的人機界面，用戶可通過上位機設(shè)置各節(jié)點實時運行情況以及歷史運行記錄、打印等。

    本文作者創(chuàng)新點：運用ShortStack技術(shù)，設(shè)計了以MSP149為主處理器，Neuron芯片為微處理器的通用節(jié)點，與Lonworks總線實現(xiàn)通訊連接，并可擴展多種用途，具有很好的實用和經(jīng)濟價值。

　　參考文獻

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