嵌入式多路信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

2.3　GPRS終端

GPRS終端選用的是南京傲屹電子有限公司的AYG285C，它是采用GPRS模塊專為工業(yè)集成設(shè)計(jì)的，在溫度范圍、震動(dòng)、電磁兼容性和接口多樣性等方面均采用特殊設(shè)計(jì)，保證了惡劣環(huán)境下的工作穩(wěn)定性，基于GPRS公網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣，傳輸穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。通過按鍵可以進(jìn)行模塊參數(shù)設(shè)置或者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，串口波特率在300～115200bps可調(diào)，校驗(yàn)位可選：無校驗(yàn)，奇校驗(yàn)，偶校驗(yàn)。支持協(xié)議PPP、IP、TCP、UDP、DNS、PING的客戶端功能。另外，電源、工作狀態(tài)有LED指示，方便現(xiàn)場查看MODEM運(yùn)行情況。

3　系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)

3.1　μC/OS2Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)

當(dāng)需要進(jìn)行多任務(wù)處理和調(diào)度時(shí)，一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)就必不可少。為此系統(tǒng)中采用源碼公開的μC/OS2Ⅱ操作系統(tǒng)，它具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良以及可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，最小內(nèi)核可編譯至2K字節(jié)。

μC/OS2Ⅱ的移植需要滿足以下要求：

1.處理器的C編譯器可以產(chǎn)生可重入代碼;

2.可以使用C調(diào)用進(jìn)入和退出臨界區(qū)代碼;

3.處理器必須支持硬件中斷，并且需要一個(gè)定時(shí)中斷源;

4.處理器需要能夠容納一定數(shù)據(jù)的硬件堆棧;

5.處理器需要有能夠在CPU寄存器與內(nèi)核和堆棧交換數(shù)據(jù)的指令。

本系統(tǒng)使用的LPC2134ARM7處理器滿足以上所有條件，因此可以對其進(jìn)行移植。根據(jù)μC/OS2Ⅱ的要求，移植μC/OS2Ⅱ到一個(gè)LPC2134ARM7體系結(jié)構(gòu)上需要提供2個(gè)或3個(gè)文件：OSCPU.H(C語言頭文件)、OS-CPU-C.C(C程序源文件)及OS-CPU-A.ASM(匯編程序源文件)。

數(shù)據(jù)采集任務(wù)中，采用C語言進(jìn)行編程，但對于系統(tǒng)的初始化，仍然采用匯編來制作啟動(dòng)代碼，它可以實(shí)現(xiàn)向量表定義、堆棧初始化、系統(tǒng)變量的初始化、中斷系統(tǒng)初始化、I/O初始化、外圍初始化、地址映射等操作。

芯片復(fù)位后，系統(tǒng)初始化流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)初始化流程圖

3.2　接口程序及SD卡驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

在實(shí)時(shí)內(nèi)核下，接口程序讀取A/D采樣數(shù)據(jù)的方法通常有三種：程序延時(shí)法、ADC轉(zhuǎn)換完畢時(shí)產(chǎn)生中斷法和程序循環(huán)等待的方法。其中循環(huán)等待的方法CPU開銷小，不需要中斷服務(wù)，比較適合嵌入式系統(tǒng)中采用。

循環(huán)等待A/D讀取數(shù)據(jù)的偽代碼如下：

之間通過串口相連，采集數(shù)據(jù)先通過開發(fā)板串口UART0發(fā)送到無線數(shù)據(jù)終端AYG285C的緩沖區(qū)，然后緩沖區(qū)將數(shù)據(jù)打成一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理中心。因此，在μC/OS2Ⅱ下LPC2134的UART底層接口驅(qū)動(dòng)顯得尤為重要。