【正文】 /* 計算該點在表格中的位置 */ line = (JunCnt % 10) + 5。 /* 相應(yīng)的狀態(tài)字節(jié)設(shè)為 0 */ }else { StatTab[JunCnt] = 1。 JunCnt++) { Err = iCAN_Master_GetAI(piCANMaster, JunCnt, data, 16)。 /* 鎖住外部程序讀取節(jié)點 */ for (JunCnt = 0。err)。 PerTimes = 0。 pdata = pdata。 int32 PerTimes = 0。 uint8 JunCnt = 0。 /* 節(jié)點狀態(tài)表 */ void TASK3(void *pdata) { unsigned char Err = 0。 /* 輪詢節(jié)點 */ OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/50)。 /* CAN 控制器 1初始化 */ SetDefIRQAddr((void *)CAN_ISR)。 UART_FD = 1。 /* 掉電恢復(fù)節(jié)點編號 */ UartInit(UART0,uart_para0,NULL)。 /* 系統(tǒng)啟動初始化采樣間隔 */ WRLVL = (Task0Buf[1] 8) | Task0Buf[2] 。 } OSTimeDly(1)。/* 獲取 CAT1025 中的采樣間隔 */ while (1) { Err = I2cGetFlag(I2C0)。 /* 設(shè)置 I2C 設(shè)備操作句柄為可操作 */ } I2cRead(I2C0, CAT1025, amp。 while (1)。 Err = I2cInit(I2C0,I2c_para,NULL)。/* 安裝 256M ( 2Kbyte 扇區(qū) )電 */ /* 子盤文件系統(tǒng)驅(qū)動 */ }while (RETURN_OK != OSChangeDrive(A:))。 /* 統(tǒng)計任務(wù)初始化 */ File_init()。 /* 系統(tǒng)初始化 ,版本號驗證 */ PinInit()。此外在完成基本功能的基礎(chǔ)上，還需要努力提高軟件的效率、硬件系統(tǒng)的穩(wěn) 定性、降低功耗等，可以說，剩下的工作量是相當(dāng)大的。 在整個研究開發(fā)過程中，我始終保持著認(rèn)真、仔細(xì)的態(tài)度，將理論轉(zhuǎn)化為實踐，不斷提高自己的硬件系統(tǒng)設(shè)計的軟件設(shè)計的能力， 看到自己的勞動有了成果，我感到很高興。盡管設(shè)計本數(shù)字存 儲示波器時也研究了很多算法，寫了大量的程序，但限于 時間和篇幅，所以對其介紹較少。 但這段時間卻讓我學(xué)習(xí)到了對某一領(lǐng)域如何從不了解到掌握其重要的方法、原理。從年前的思索，到過年后回到 3+1 實驗班的正式調(diào)研，查閱了很多相關(guān)的資料。 系統(tǒng) 采集間隔、濃度報警上限和用戶觀測節(jié)點設(shè)置實現(xiàn)流程： 成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 17 圖 系統(tǒng)采樣間隔等參數(shù)設(shè)置流程 系統(tǒng)采樣間隔、濃度報警閥值和用戶觀測節(jié)點的設(shè)置豐富了系統(tǒng)便捷應(yīng)用。 本次設(shè)計的功能鍵完成的功能比較多如 圖 所示： 成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 16 圖 系統(tǒng)功能鍵功能 系統(tǒng)實時時間設(shè)置功能的實現(xiàn)流程： 圖 系統(tǒng)實時時間設(shè)置流程 整個人機(jī)界面管理任務(wù)流程中只有鍵盤掃描和必要的動態(tài)背景掃描處于輪詢狀態(tài)。反之，數(shù)值鍵一般用來輸入系統(tǒng)所需要的各種參數(shù)，每次輸入都有可能不只一個數(shù)據(jù)，這就需要在系統(tǒng)運行中多次的掃描數(shù)值按鍵的輸入。這類按鍵有一個特點就是，只要檢測到有功能鍵按下，系統(tǒng)就進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能。 鍵盤管理部分，分為功能鍵和數(shù)值鍵。反之，動態(tài)區(qū)域指的是在系統(tǒng)正常運行的時候需要不斷更新的區(qū)域，例如系統(tǒng)當(dāng)前的時間，某個節(jié)點具體通道的數(shù)據(jù)等等。所謂的靜態(tài)區(qū)域指的是在系統(tǒng)正常運行中不需要經(jīng)常刷新的部分，例如整個主界面的背景圖。 系 統(tǒng)的人機(jī)界面主要由系統(tǒng)的一個任務(wù)來管理。本任務(wù)受到數(shù)據(jù)接收任務(wù)的約束，在沒有數(shù)據(jù)接受的時候該任務(wù)處于等待狀態(tài)。當(dāng)人機(jī)界面需要顯示某個節(jié)點的數(shù)據(jù)時，則將選則的節(jié)點的數(shù)據(jù)讀取后送給終端顯示。和前一個任務(wù)不同的是，該任務(wù)的執(zhí)行會受到第一個任務(wù)和人機(jī)界面的控制。 從 圖 可以看出系統(tǒng)的軟件主要是圍繞四個大的任務(wù)完成： (1) CANbus 節(jié)點輪詢； 這一任務(wù)主要完成 CANbus 主站和從站通信的維系。 該任務(wù)比較的頻繁，但是其耗時比較多。 該任務(wù)滿足緊迫性和關(guān)鍵性原則。該任務(wù)主要負(fù)責(zé)對節(jié)點進(jìn)行輪詢，其間涉及 到節(jié)點輪詢超時的限制，該任務(wù)滿足緊迫性、關(guān)鍵性和頻繁性幾個原則。 根據(jù)整個系統(tǒng)信號的處理流程可以將系統(tǒng)的任務(wù)劃分為四個大的任務(wù)。耗時越短的任務(wù)，優(yōu)先級應(yīng)該越高； (5) 傳遞性。對于周期性執(zhí)行的任務(wù)，執(zhí)行越頻繁，則周期越短， 允許耽誤的時間也就越短。越緊迫的任務(wù)優(yōu)先級越高，通常任務(wù)與 ISR 向關(guān)聯(lián)； (2) 關(guān)鍵性。與中斷服務(wù)相關(guān)聯(lián)的任務(wù)應(yīng)該安排盡可能高的優(yōu)先級。 此外 M22A series EV Board 還提供了控制板上所有資源的驅(qū)動庫，使得應(yīng)用程序的開發(fā)大為簡化，整個軟件體系結(jié)構(gòu) 如 圖 所示： 圖 工控板使用 μC/OSII 操作系統(tǒng)后的軟件結(jié)構(gòu) 應(yīng)用程序流程 有了 μC/OSII 實時操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)應(yīng)用程序的平臺，整個應(yīng)用程序的開發(fā)在各個方面都 能有所提高。 整個系統(tǒng)中任務(wù)可能處于的狀態(tài)如 圖 所示。 這對于移植 μC/OSII 到不同處理器是非常有利的。其絕大部分源碼是用 ANSI C 寫的， μC/OSII 通過了聯(lián)邦航空局（ FAA）商用航行器認(rèn)證，其穩(wěn)定性得到了認(rèn)可。所有的實時操作系統(tǒng)都必須經(jīng)過嚴(yán)格測試，以保證 系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。充分保障高優(yōu)先級任務(wù)的實時性要求； (4) 穩(wěn)定性和可靠性。裁剪的目的就是使用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗的嚴(yán)格要求； (3) 多任務(wù)占先式。為了保證系統(tǒng)的實時性，實時 操作系統(tǒng)必須要遵守：采用各種算法和策略，始終保證系統(tǒng)行為的可預(yù)測性； (2) 可裁剪性和可固化。使用實時操作系統(tǒng)的目的就是提高計算機(jī)的執(zhí)行效率。 為了滿足嵌入式系統(tǒng)對功能和實時性的要求，采用最多的就是嵌入式的實時操作系統(tǒng)。程序的架構(gòu)也只是簡單的前后臺程序。 對于 CAN 擴(kuò)展幀，第一個濾波器由 ACR0、 ACR AMR0 和 AMR1 構(gòu)成，第二個濾波器由 ACR ACR AMR2 和 AMR3 構(gòu)成， 29 位標(biāo)識符中只有高 16 位參于濾波。 ? 接收 CAN 標(biāo)準(zhǔn)幀時雙濾波器配置如 圖 所示。 成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 8 圖 擴(kuò)展幀單濾波 (2) 這種配置由４個 ACR 和４個 AMR 構(gòu)成兩個短濾波器，總線上的信息只要通過任意一個濾波器就被接收。 對于擴(kuò)展幀， 29 位標(biāo)識符和 RTR 位參與濾波。若接收到的標(biāo)準(zhǔn)幀的數(shù)據(jù)場長度少于兩字節(jié)，缺少的那部分 數(shù)據(jù)不參與濾波。 ? 接收 CAN 標(biāo)準(zhǔn)幀時單濾波器配置如 圖 所示。 (1) 單濾波模式這種濾波器配置定義了一個長濾波器（ 32 位），只有一個由 4 個驗收碼寄存器和 4 個驗收屏蔽寄存器組成的驗收濾波器，總線上的信息只有通過了它的驗收濾波才予以接收。并且只有在所有的位都表示為接收的時候， CAN 控制器才會接收該幀報文。 ACR 的值是預(yù)設(shè)的驗收代碼值， AMR 值是用來表征相對應(yīng)的 ACR 值是否用作驗收濾波。 SJA1000 驗收濾波器由 4個驗收碼寄存器 ACR0、 ACR ACR ACR3 和 4 個驗收屏蔽寄存器 AMR0、 AMR AMR AMR3組成。 標(biāo)識符過濾的作用就是降低硬件中斷頻率和簡化軟件實現(xiàn)的復(fù)雜度，提高運行時效率。 圖 過載幀幀格式 標(biāo)識符過濾 在 CAN 總線上， CAN 幀總是由一個節(jié)點發(fā)送，其它節(jié)點同時接收，也就是說 CAN 總線上的一個節(jié)點總能收到總線上的所有 CAN 幀，對于一個特定的節(jié)點來說，接收所有的成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 7 CAN 幀不一定是必須的，于是出現(xiàn)了標(biāo)識符過濾 。 CANbus 總線協(xié)議 幀類型 (1) 數(shù)據(jù)幀：從發(fā)送節(jié)點向其它節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)； (2) 遠(yuǎn)程幀：向其它節(jié)點請求發(fā)送具有同一識別符的數(shù)據(jù)幀； (3) 錯誤幀：指明已檢測到總線錯誤； (4) 過載幀：過載幀用以在數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供一附加的延時。 BasicCAN 與PeliCAN 區(qū)別有： (1) BasicCAN 模式采用 11 位 ID 碼，符合 ； (2) PeliCAN 模式采用 29 位 ID 碼，符合 協(xié)議； (3) SJA1000、 P87C591 均支持 PeliCAN 模式； (4) PeliCAN 兼容 BasicCAN 模式，并具有更強(qiáng)功能。 本次設(shè)計中 CAN 從站使用的是 SJA1000 獨立 CAN 控制器 和 PCA82C251 CAN 收發(fā)器配合 。 該器件的特性有： (1) 完全符合 “ISO 1189824 V”標(biāo)準(zhǔn)； (2) 在 24V系統(tǒng)中防止電池對地的短路； (3) 斜率控制以降低射頻干擾 (RFI)； (4) 差動接收器具有寬共模范圍，有很強(qiáng)的抗電磁干擾 (EMI)的能力； 成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 4 (5) 熱保護(hù)； (6) 高速 (可達(dá) 1Mbaud)； (7) 低電流待機(jī) 模式； (8) 不上電的節(jié)電不會影響總線線路； (9) 至少可掛 110 個節(jié)點。它主要在卡車和公共汽車中速度達(dá) 1Mbps 的應(yīng)用中使用。 所示： 圖 核心板 CAN接口 CAN 收發(fā)器連接 CAN 控制器和 CAN 物理總線。 本次設(shè)計中采用的 M9020FUN20I 核心板板載的 LPC2290 屬于集成 CAN 控制器的 32位 ARM7 芯片。具體的示意 如 圖 所示： 成都信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 3 圖 煤礦 CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) CAN總線上的器件結(jié)構(gòu)主要有 CAN控制器 和 CAN收發(fā)器。 CANbus 總線與 RS485 通訊方式的特性比較如 表 所示： 表 CANbus 總線與 RS485 通信方式比較 特性 RS485 方式 CANbus 總線 拓?fù)?結(jié)構(gòu) 直線 拓?fù)? 直線 拓?fù)? 傳輸介質(zhì) 雙絞線 雙絞線 硬件成本 很低 每個節(jié)點成本有所增加 總線利用率 低 高 網(wǎng)絡(luò)特性 單主結(jié)構(gòu) 多主結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)傳輸率 低 最高可達(dá) 1Mbps 容錯機(jī)制 無 由硬件完成錯誤處理和檢錯機(jī)制 通訊失敗率 很高 極低 節(jié)點錯誤影響 故障節(jié)點有可能導(dǎo)致整個 網(wǎng)絡(luò)癱瘓 故障節(jié)點對整個網(wǎng)絡(luò)無影響 通訊距離 可達(dá) 10Km（ 5Kbps） 后期維護(hù)成本 較高 很低 通常由于煤礦系統(tǒng)要求比較完整和智能化，所以方案的完整性和可擴(kuò)展性也是必須考慮的。 與通常應(yīng)用的 RS485 方式相比，現(xiàn)場總線 CANbus具有更多方面的優(yōu)勢，可以完全取代 RS485網(wǎng)絡(luò)，從而組建一個具有高可靠性、遠(yuǎn)距離、多節(jié)點、多主方式的設(shè)備通訊網(wǎng)絡(luò)。對于煤礦系 統(tǒng)的本安要求，只需總線要 CANbus設(shè)備的電源符合本安要求即可。由于其良好的性能，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域當(dāng)中，如工業(yè)自動化、汽車電子、樓宇建筑、電梯網(wǎng)絡(luò)、電力通訊和安防消防等諸多領(lǐng)域，并取逐漸成為這些行業(yè)的主要通訊手段。 針對礦井下特殊的情況，需要一種穩(wěn)定 性高 、傳輸距離遠(yuǎn) 且有 較高傳輸數(shù)率的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 由于超級終端可以自動發(fā)送用戶輸入的字符，為了簡化系統(tǒng)、實現(xiàn)更多 的 功能 ， 人機(jī)界面的輸入部分采用了 PC 機(jī)的鍵盤。本次設(shè)計將 PC 機(jī)的超級終端作成了 窗口 界面 的形式， 采用靜態(tài)區(qū)域和動態(tài)區(qū)域相 結(jié)合的方式完成終端顯示。板載的 UART 接口電路如 圖 所示： 圖 UART 接口