基于LPC2478的網絡型電能質量監測裝置人機交互功能研發

2. 1 μC/OS-Ⅱ的移植

μC /OS-Ⅱ嵌入式操作系統的移植工作包含以下幾個內容:編寫硬件初始化啟動代碼;編寫設備驅動代碼;修改操作系統與硬件相關的代碼。

所謂啟動代碼，就是處理器在啟動的時候執行的一段代碼，主要任務是定義程序入口指針;設置異常向量;初始化處理器各模式下的堆棧和寄存器;配置 CPU 時鐘源;初始化系統功能模塊;跳轉到C 語言主程序中等等。由于以上的操作均與處理器體系結構和系統配置密切相關，所以一般由匯編來編寫。在裝置中示意性的啟動代碼為：

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，FIQ_Addr

Reset_Addr

為每一種處理器模式初始化堆棧;

地址重映射，設置MEMMAP = 1;

配置時鐘源，設置Fpclk = 72M;

初始化FLASH;

初始化SDRAM;

IMPORT __main

LDR R0，= __main

BX R0;跳轉到主程序中

設備驅動代碼是操作系統和硬件之間的橋梁。通過驅動代碼，用戶可以不用了解具體硬件的細節，只需調用驅動層所提供的函數就能對硬件進行操作。在移植μC /OS-Ⅱ時，亦只需根據硬件環境編寫必要的硬件驅動程序即可。在此移植中，涉及到人機交互功能的硬件除微處理器LPC2478 外主要是鍵盤和液晶，液晶部分的驅動代碼包含在了μC /GUI 圖形接口的移植步驟中。而鍵盤的主要功能為接受用戶的輸入，在微處理器LPC2478 中，可以使用I /O 中斷的功能來實現對鍵盤輸入的監測，驅動代碼則為鍵盤的中斷處理程序:

void Key_Handler(void)

{ DWORD key_n = 0;

key_n = IO0_INT_STAT_F; / /讀取中斷狀態

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; / /開啟中斷

}

編寫完硬件初始化啟動代碼和設備驅動代碼之后，在修改操作系統與硬件相關的代碼之前，應該了解μC /OS-Ⅱ的體系結構如圖3 所示。移植μC /OS-Ⅱ，最主要的工作就是移植與硬件相關的3 個文件，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的常量、宏和類型定義。通過對此處定義的修改，可以使源代碼中對數據類型的使用不依賴于具體的處理器。移植時，只要使處理器、編譯器和 μC /OS-Ⅱ三者之間數據類型統一即可。在此文件中還有一個μC /OS-Ⅱ對堆棧增長方式的定義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，需要進行的工作是編寫任務堆棧初始化函數OSTask-StkInit()。該函數在創建一個任務時被調用。根據微處理器的寄存器結構，就可以確定在本次移植中針對LPC2478 應該使用的任務的堆棧結構，從而可以寫出堆棧初始化函數代碼。在OS_CPU_A. ASM 文件中，有4 個函數需要編寫，分別是啟動最高優先級就緒任務函數OSStartHighRdy()，時鐘節拍中斷服務子程序OSTickISR()，任務級任務切換函數OS_TASK_SW( ) 及中斷級任務切換函數OSIntCtxSw()。

μC/OS-Ⅱ的體系結構圖

圖3 μC/OS-Ⅱ的體系結構圖。