EM200在分布式探測站組網(wǎng)通信的應(yīng)用
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3．2 解決途徑
鑒于探測站發(fā)送的數(shù)據(jù)量和發(fā)送周期的不確定性，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，即連接探測站的串口0一直處于接收峰值的狀態(tài)。為確保無丟失地接收探測站數(shù)據(jù)，串口0中斷優(yōu)先級必須高于串口1。在此前提下，問題可歸結(jié)為當(dāng)串口1中斷被暫時(shí)屏蔽得不到及時(shí)響應(yīng)時(shí)，如何完整接收超過串口1緩存容量的AT指令應(yīng)答響應(yīng)，解決途徑是擴(kuò)大串口1的FIFO緩存。
由于TCP發(fā)送指令返回的應(yīng)答響應(yīng)在18～21 B之間，所以串口1的接收緩存必須大于等于21 B，需另選大容量緩存的專用串口芯片來替代LPC2214串口1。這里采用具備64 B FIFO緩存的并轉(zhuǎn)串芯片TL16C752B。值得注意的是雖然TL16C752B符合8080并行總線接口要求，但其寫操作時(shí)序與相當(dāng)部分的MCU不匹配，而絕大多數(shù)MCU沒有調(diào)整此部分時(shí)序的功能，其中就包括此處選用的LPC2214。這就需要外加一片用作時(shí)序匹配的CPLD，此處選用了EPM240，該部分電路示意圖如圖7所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/155305.htm
MCU以中斷方式經(jīng)串口0接收探測站的數(shù)據(jù)，并將其按AT指令TCP發(fā)送命令格式傳至EM200模塊。EM200在完成當(dāng)前TCP數(shù)據(jù)包發(fā)送處理后，將執(zhí)行后的結(jié)果通過串口1返回給MCU，若MCU正忙于接收來自探測站的數(shù)據(jù)，則AT指令執(zhí)行結(jié)果被壓入TL16C752B接收緩存，并通過中斷提示MCU此時(shí)串口1接收到數(shù)據(jù)，一旦MCU從串口0接收中斷釋放就立即轉(zhuǎn)去處理串口1接收中斷，足夠大的緩存保證了EM200響應(yīng)結(jié)果能被完整接收。
4 軟件設(shè)計(jì)
4．1 轉(zhuǎn)發(fā)平臺的軟件設(shè)計(jì)
由于EM200僅支持TCP協(xié)議中的客戶端模式，而各個(gè)TCP客戶端之間是不能直接通信的。因此在收發(fā)系統(tǒng)中必須引入中間轉(zhuǎn)發(fā)平臺作為TCP服務(wù)器端，通過TCP服務(wù)器對收到的客戶端數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理從而間接實(shí)現(xiàn)在客戶端間的數(shù)據(jù)交換。TCP服務(wù)器端的軟件編寫較為容易，由于該軟件最終運(yùn)行在公網(wǎng)的PC上，可以在VB環(huán)境下利用WinSock組件來實(shí)現(xiàn)。TCP服務(wù)器開啟兩組監(jiān)聽端口分別監(jiān)聽來自接收端和發(fā)送端的鏈接請求，當(dāng)建立起與發(fā)送端和接收端的TCP鏈接后，將發(fā)送端鏈接收到的數(shù)據(jù)從接收端鏈接發(fā)送出去，如此完成轉(zhuǎn)發(fā)操作。
4．2 收發(fā)終端軟件設(shè)計(jì)
針對分布式無源探測網(wǎng)絡(luò)較高的實(shí)時(shí)性要求，若仍采用無限循環(huán)的前／后臺軟件架構(gòu)是不合適的，而引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)一方面可以提高整體的響應(yīng)時(shí)間，另一方面可以將復(fù)雜的應(yīng)用分解成多個(gè)相對獨(dú)立子功能模塊，降低了軟件編寫復(fù)雜程度。此處選擇μC／OS-Ⅱ，其較少的硬件資源開銷很適合ARM7這類MCU。
4．2．1 發(fā)送端軟件設(shè)計(jì)
發(fā)送端可以拆分成三個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程都是一個(gè)無限循環(huán)，依靠μC／OS-Ⅱ內(nèi)核的調(diào)度機(jī)制，MCU在三個(gè)進(jìn)程之間切換執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)送端對探測站數(shù)據(jù)的接收和CDMA發(fā)送操作。
進(jìn)程1的優(yōu)先級最高，其任務(wù)是讀取串口0收到的數(shù)據(jù)并將其壓入在RAM中開辟的緩沖區(qū)。串口0的讀取操作是由中斷服務(wù)程序ISR配合RTOS中的信號量實(shí)現(xiàn)的。具體過程是在進(jìn)程1中調(diào)用RTOS的OSSemPend函數(shù)阻塞當(dāng)前進(jìn)程，當(dāng)串口0收到數(shù)據(jù)并觸發(fā)中斷后，在中斷服務(wù)程序ISR中讀出的串口0緩存數(shù)據(jù)，并調(diào)用RTOS的OSSemPost函數(shù)釋放相應(yīng)的信號量，則原先被阻塞的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行，此時(shí)將ISR中讀出的數(shù)據(jù)壓入RAM中開辟的緩沖區(qū)，完成一次循環(huán)，如圖8所示。
進(jìn)程2負(fù)責(zé)從串口1接收來自EM200模塊的AT指令應(yīng)答結(jié)果，由于預(yù)先得知TCP發(fā)送指令執(zhí)行后的應(yīng)答響應(yīng)不會超過串口1的64 B FIFO緩存容量，因此實(shí)時(shí)接收的要求不如串口0嚴(yán)格，所以進(jìn)程2優(yōu)先級可低于進(jìn)程1。進(jìn)程2的架構(gòu)與進(jìn)程1基本相同，惟一區(qū)別是將讀出的應(yīng)答響應(yīng)存到指定的AT指令暫存緩沖區(qū)，如圖9所示。
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