基于LPC2478的網(wǎng)絡(luò)型電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置人機(jī)交互功能研發(fā)

2. 1 μC/OS-Ⅱ的移植

μC /OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的移植工作包含以下幾個(gè)內(nèi)容:編寫(xiě)硬件初始化啟動(dòng)代碼;編寫(xiě)設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼;修改操作系統(tǒng)與硬件相關(guān)的代碼。

所謂啟動(dòng)代碼，就是處理器在啟動(dòng)的時(shí)候執(zhí)行的一段代碼，主要任務(wù)是定義程序入口指針;設(shè)置異常向量;初始化處理器各模式下的堆棧和寄存器;配置 CPU 時(shí)鐘源;初始化系統(tǒng)功能模塊;跳轉(zhuǎn)到C 語(yǔ)言主程序中等等。由于以上的操作均與處理器體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置密切相關(guān)，所以一般由匯編來(lái)編寫(xiě)。在裝置中示意性的啟動(dòng)代碼為：

PRESERVE8

Vectors LDR PC，Reset_Addr

LDR PC，Undef_Addr

LDR PC，SWI_Addr

LDR PC，PA^_Addr

LDR PC，DA^_Addr

LDR PC，IRQ_Addr

LDR PC，F(xiàn)IQ_Addr

Reset_Addr

為每一種處理器模式初始化堆棧;

地址重映射，設(shè)置MEMMAP = 1;

配置時(shí)鐘源，設(shè)置Fpclk = 72M;

初始化FLASH;

初始化SDRAM;

IMPORT __main

LDR R0，= __main

BX R0;跳轉(zhuǎn)到主程序中

設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼是操作系統(tǒng)和硬件之間的橋梁。通過(guò)驅(qū)動(dòng)代碼，用戶(hù)可以不用了解具體硬件的細(xì)節(jié)，只需調(diào)用驅(qū)動(dòng)層所提供的函數(shù)就能對(duì)硬件進(jìn)行操作。在移植μC /OS-Ⅱ時(shí)，亦只需根據(jù)硬件環(huán)境編寫(xiě)必要的硬件驅(qū)動(dòng)程序即可。在此移植中，涉及到人機(jī)交互功能的硬件除微處理器LPC2478 外主要是鍵盤(pán)和液晶，液晶部分的驅(qū)動(dòng)代碼包含在了μC /GUI 圖形接口的移植步驟中。而鍵盤(pán)的主要功能為接受用戶(hù)的輸入，在微處理器LPC2478 中，可以使用I /O 中斷的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)輸入的監(jiān)測(cè)，驅(qū)動(dòng)代碼則為鍵盤(pán)的中斷處理程序:

void Key_Handler(void)

{ DWORD key_n = 0;

key_n = IO0_INT_STAT_F; / /讀取中斷狀態(tài)

IO0_INT_EN_F ＆ = 0xE07F8FFF; / /禁止中斷

IO0_INT_CLR | = 0xFFFFFFFF; / /清除中斷

if ((key_n＆0x00800000) = = 0x00800000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )1);}

if ((key_n＆0x01000000) = = 0x01000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )2);}

if (key_n＆0x02000000) = = 0x02000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )3);}

if ((key_n＆0x08000000) = = 0x08000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )4);}

if ((key_n＆0x10000000) = = 0x10000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )5);}

if ((key_n＆0x00001000) = = 0x00001000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )6);}

IO0_INT_EN_F | = 0x1F807000; / /開(kāi)啟中斷

}

編寫(xiě)完硬件初始化啟動(dòng)代碼和設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼之后，在修改操作系統(tǒng)與硬件相關(guān)的代碼之前，應(yīng)該了解μC /OS-Ⅱ的體系結(jié)構(gòu)如圖3 所示。移植μC /OS-Ⅱ，最主要的工作就是移植與硬件相關(guān)的3 個(gè)文件，即OS _CPU. H、OS _CPU_C. C 和OS _CPU_A. ASM。OS_CPU. H 中含有用#define 定義的與處理器有關(guān)的常量、宏和類(lèi)型定義。通過(guò)對(duì)此處定義的修改，可以使源代碼中對(duì)數(shù)據(jù)類(lèi)型的使用不依賴(lài)于具體的處理器。移植時(shí)，只要使處理器、編譯器和 μC /OS-Ⅱ三者之間數(shù)據(jù)類(lèi)型統(tǒng)一即可。在此文件中還有一個(gè)μC /OS-Ⅱ?qū)Χ褩Ｔ鲩L(zhǎng)方式的定義OS_STK_GROWTH，由于Keil 只支持遞減堆棧，因此，此處需要定義OS _ STK _GROWTH 的值為1。OS_CPU_C. C 文件中，需要進(jìn)行的工作是編寫(xiě)任務(wù)堆棧初始化函數(shù)OSTask-StkInit()。該函數(shù)在創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)時(shí)被調(diào)用。根據(jù)微處理器的寄存器結(jié)構(gòu)，就可以確定在本次移植中針對(duì)LPC2478 應(yīng)該使用的任務(wù)的堆棧結(jié)構(gòu)，從而可以寫(xiě)出堆棧初始化函數(shù)代碼。在OS_CPU_A. ASM 文件中，有4 個(gè)函數(shù)需要編寫(xiě)，分別是啟動(dòng)最高優(yōu)先級(jí)就緒任務(wù)函數(shù)OSStartHighRdy()，時(shí)鐘節(jié)拍中斷服務(wù)子程序OSTickISR()，任務(wù)級(jí)任務(wù)切換函數(shù)OS_TASK_SW( ) 及中斷級(jí)任務(wù)切換函數(shù)OSIntCtxSw()。

μC/OS-Ⅱ的體系結(jié)構(gòu)圖

圖3 μC/OS-Ⅱ的體系結(jié)構(gòu)圖。