| LPC2294支持通过JTAG端口进行仿真与调试，其跟踪和调试端口不与任何端口复用。根据LPC2294手册的说明，JTAG接口既可以用作边界扫描，也可以用作调试。
2.7RS-232串口通信模块
RS-232为一种低速率串行通讯中增加通讯距离的单端通讯。它是为点对点通讯而设计的，传送距离最大约为15米，所以适合本地设备之间的通信。LPC2294的UART控制器收发电平为TTL，所以须将其进行电平转换后才可与控制板实现正常通信。为实现RS232电平的转换，本设计选用MAX3232芯片。含有两个发送器和接收器的MAX3232具有低功耗、高数据率、增强型ESD保护等特性。
3控制部分软件设计
核心模块LPC2294采用μCOS-Ⅱ实时操作系统，其结构小巧、执行效率高、实时性能优良、可扩展能力强，较好的满足了本系统对稳定性和可靠性的要求。其可移植、可固化、可裁剪的基于优先级抢占式实时多任务嵌入式操作系统包含实时内核、，任务管理、，时间管理、任务同步通讯和内存管理等功能。
3.1软件总体设计及软件任务划分
图3系统运行流程图
Fig3Operatingsystemflowcharts
系统最终要实现数据采集，电机控制，误差分离任务，数据显示根据系统功能的需要，共创建了六个任务,键盘任务有键盘任务，电机传动任务，数据采集任务，误差分离任务，显示任务。在机械传动模块中，需要一个精确的脉冲作为测量基准，而且为了系统进一步扩展的需要和灵活性的考虑，采用了CPLD芯片A3P030作为主轴、X轴、Y轴步进电机的脉冲源，通过RS-232接口的连接，实现与主控制芯片的通信。
3.2误差分离任务
误差算法任务即从寄存器中提取经AD转换后的数据包并对其进行预处理，进而进行FFT快速傅里叶变换，滤除无用谐波分量后，通过IFFT傅里叶逆变得的数据V经公式 换算后误差分离后的形位误差值 0。由于该算法模块是本系统的核心，同时还要保证与输出同步，所以误差分离任务在本系统中具有最高的优先级。其函数示意为：
voidErrorSeparation()
{
//定义复数结构体用于存储分误差分离后的形位误差
0SSemPend(NewSigSem,0,&err);//
TwiddleFactor();//初始化旋转因子
……
FFT()//快速傅里叶变换
ErrorFilter()//形状误差与运动误差的分离
IFFT()
……
}
3.3μCOS-Ⅱ的中断处理过程
μCOS-Ⅱ的中断处理是保证系统正常运行的重要环节，它的功能是使硬件中断和操作系统进行连接。系统接收到中断请求后，如果CPU处于开中断状态，系统就会中止正在进行的当前任务，而按中断向量的指示去运行中断服务子程序，当中断服务子程序运行完成后，系统会根据情况返回到被中止的任务继续进行，或转向另一个中断优先级别更高的就绪态任务。
在数据采集任务中，由于系统对工件截面进行128点的数据采样，即360°进行128次数据采样。每次采样通过系统中断进行，当中断到来时，CPU根据中断向量表，获得中断服务子程序入口地址。将CPU寄存器的内容压入当前任务的任务堆栈中。通知操作系统将进入中断服务子程序。调用
OSIntEnter(),
if(OSIntNesting==1)
{OSTCBCur->OSTCBStrPtr=SP;}；
清除中断源，否则考中断后会导致系统崩溃。
执行用户ISR，中断服务完成后，调用OSIntExit（）
恢复CPU寄存器的值，执行中断返回指令。此外，任务间的通讯通过操作系统的消息管理模块来进行，保证了任务之间的耦合性最小，增强了系统稳定性，为系统协作提供了方便。
4结束语
本文从硬件系统的搭建及软件平台的设计两个方面介绍了以LPC2294处理器构建基于μCOS-Ⅱ操作系统下的圆度、圆柱度测量方法，对数据采集原理及硬件平台的搭建进行了详细的说明。该系统实现了以非接触式的对工件圆度、圆柱度测量的自动控制，并且该系统以嵌入式为开发平台，为功能的扩展提供的很大的空间。
参考文献
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3 NXP Semiconductors. LPC2294 Datasheet[S].Rev.01—05.2004.2.
4 周立功. ARM微控制器基础与实战[M]. 北京航空航天大学出版社,2003.
5 Jean J.Labrosse著. 邵贝贝译. 嵌入式实时操作系统μCOS-Ⅱ[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2005. 2/2 首页 上一页 1 2 |
