基于VxWorks和MC68332的变电站测控系统驱动程序设计(2)

发布时间：2021-06-07

单片机

陈连玉，等基于ＶｘＷｏｒｋｓ和ＭＣ６８３３２的变电站测控系统驱动程序设计．７７．

本系统硬件平台采用的ＭＣ６８３３２微控制器，

具有下列特点：（１）３２位ＣＰＵ。（２）ＭＣ６８３３２微控

制器具有较低的功耗。（３）片内的锁相环（ＰＬＬ）电路

产生所需的外部时钟频率，这就使得噪声低、抗干

扰能力强，容易满足电磁兼容性（ＥＭＣ）的要求。（４）

系统集成模块（ＳＩＭ）。该模块由外部总线接口（ＥＢＩ）、

片选控制、系统保护子模块、测试子模块和系统时

钟组成。外部总线基于ＭＣ６８０２０总线，提供２４根

地址线、１６根数据线及用于数据传送和中断请求等

功能的控制信号线。数据总线允许８位和１６位访问

方式，并允许动态改变总线宽度。（５）队列串行模块

（ＱＳＭ）。该模块为ＭＣ６８３００系列微控制器提供两个

独立的串行通信接口，它们分别是对列串行外围接

口ＱＳＰＩ和串行通信接口ＳＣＩ。除此之外，ＭＣ６８３３２

还有一些自己特有的功能，包括２ｋｂＲＡＭ、半智能

化的定时处理单元（ＴＰＵ）。ＴＰＵ是ＭＣ６８３３２最具

特色的模块之一。它有自己的执行单元、３级优先

级控制器、数据ＲＡＭ、双定时基准和微程序ＲＯＭ

等。它可独立于ＣＰＵ之外，执行各种定时、频率测

量等与时间有关的操作，可大大减轻ＣＰＵ的负担。

开模遥

＿——

（８０Ｃ１９６）

ＭＣ

遥ｆ卉＿Ｉ芟块

６８３３２

（８０Ｃ１９６ｌ

Ｃ

遥删模块

Ａ

（８０Ｃ１９６）

Ｎ

总

遥挣模块

线

ＶＸ

ＷＯＲＫＳ

擞＿｝Ｉ＿

－一系统

图１组成框图Ｆｉｇ．１Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍ

１．２ＶｘＷｏｒｋｓ

ＶｘＷｏｒｋｓ操作系统是美国ＷｉｎｄＲｉｖｅｒ公司设计开发的一种嵌入式实时操作系统（ＲＴＯＳ），是ＴｏｍａｄｏｌＩ嵌入式开发环境的关键组成部分。ＶｘＷｏｒｋｓ是一款优秀的实时多任务操作系统，具有抢占式调试、中断延迟小等特点。提供了高效的实时任务调度、中断管理，实时的系统资源以及实时的任务间通信。其核心功能主要有微内核，任务间通信机制，网络支持，文件系统和Ｉ／Ｏ管理，ＰＯＳＩＸ标准实时扩展，以及Ｃ＋＋等其他标准支持。是可裁剪的运行软件。目前应用于嵌入式器件十分普遍，并且取得很好的效果。

１．３ＣＰＵ中断资源分配

见表１所示。

表１Ｍｃ６８３３２中断资源分配

Ｔａｂ．１ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｒｅｓｏｕｒｃｅｏｆＭｃ６８３３２陵ＩＲＱＩＩＲＱ２ＩＲＱ３ＩＲＱ４ＩＲＱ５ＩＲＱ６ＩＲＱ７空时钟脉按键网络ＣＡＮ秒脉空

冲输出接收网冲

２ＣＡＮ总线驱动设计

２．１地址译码与驱动方式

ＣＡＮ偏移地址分配如下：００Ｈ～ＦＦＨＳＪＡｌ０００的寄存器；００Ｈ～ＦＦＨ对该范围内的任意地址进行读写操作均可导致ＣＡＮ硬件复位。

ＶｘＷｏｒｋｓ操作系统有两种方式实现驱动。一种方式是把设备驱动程序作为独立任务实现，直接在顶层任务中实现硬件操作，完成特有专用的驱动程序，可以实现Ｉ／Ｏ子系统的层次模型。第二种方式是，ＶｘＷｏｒｋｓ的Ｉ／Ｏ系统将设备程序作为内核过程实现。这种方式便于实现Ｉ，０子系统的层次模型，便于文件系统一起把设备作为特殊文件处理，提供统一的管理、统一的界面和统一的使用方法，并把设备、文件及网络通信组织成为一致的更高层次的抽象，为用户提供统一的系统服务和用户接口，但是需要更多的系统资源。我们选取第一种驱动方式。作为Ｉ／Ｏ系统和硬件设备之间的连接层，ＶｘＷｏｒｋｓ驱动就是实现对硬件操作，为ＹＯ系统提供服务。实现一个完整的驱动，必须了解ＶｘＷｏｒｋｓ下Ｉ／Ｏ的三个基本元素：Ｆｉｌｅ、Ｄｒｉｖｅｒ和Ｄｅｒｖｉｃｅ。Ｆｉｌｅ是为用户提供访问设备的统一接口；Ｄｒｉｖｅｒ是实现具体的基本控制函数，也就是实现Ｉ／Ｏ系统所需要的接口；而Ｄｅｖｉｃｅ则是一个抽象的硬件设备，是一系列的结构体、变量和宏定义对实际物理设备的定义。一般而言，实现一个驱动应该有三个基本的步骤：①用编程语言完成对实际物理设备的抽象；②完成系统所需要的各类接口及自身的特殊接口；③将驱动集成到操作系统中。其流程如图２，具体编程见２．４。

从数据库获取节点序列号

＿＝二二］二＝

设胃轴动向量

：二二［＝

ＳＪＡｌ０００｛！）Ｊ始化１

．＝二］＝．

１设置中断６Ｊ鼍ＩＲＱ５

Ｌ＝：：￡二－．ｄ

ｌ添加设备驰动列表ｌ

＝二］二二＝

什中断

＝二至三三