2.3 系統設計實現

嵌入式CAN中繼器主要實現兩路CAN總線數據之間相互轉發，并且可以根據實際需要，改變某一路CAN控制器的波特率。采用μC/OSII實時操作系統，整個設計由操作系統和一系列用戶應用程序構成。

主函數是程序首先執行的一個函數。該函數永遠不會返回，主要實現系統的硬件和操作系統的初始化。硬件包括中斷、鍵盤、顯示等初始化;操作系統包括任務控制快和事件控制快的初始化，而且在啟動多任務調度之前，必須至少創建一個任務。在此系統中創建了一個啟動任務，主要負責時鐘的初始化和啟動，中斷的啟動，CAN控制器的初始化及啟動及任務的劃分等。在交出CPU的使用權之后，只做一些空閑處理。

(1) 任務的劃分

要完成實時多任務的各種功能，必須對任務進行劃分。本程序根據各個任務的重要性和實時性，把程序分成六個具有不同優先級的任務，包括系統監控、數據轉發、鍵盤輸入、LED顯示、接收隊列監視和波特率設置。表1為任務劃分表。

除了6個主要應用任務之外，還有兩個中斷服務子程序：一個時鐘節拍中斷，用于提供周期性信號源;一個CAN接收中斷，用于把接收數據寫入環形緩沖區。

(2) 任務的同步與調度

通常多任務操作系統的任務不同于一般的函數，它是一個無限循環，而且沒有返回值。如果沒有更高優先級的任務進入就緒態，當前任務是不會放棄對CPU的使用權的。為了實現操作系統的正常運行和有關事件的同步，必須正確處理任務間的通信和事件標志的設置。整個系統的功能結構如圖2所示。

圖2系統功能結構

各個任務具有不同的優先級，通過調用系統掛起函數或延時函數，可以啟動具有更高優先級的進入就緒態的任務。在嵌入式CAN中繼器的設計中，通過對延時參數的設置，系統每隔一定的時鐘節拍，就啟動接收隊列監視任務，定期掃描環形緩沖區。一旦發現讀指針與寫指針不相等時，就將環形緩沖區中新接收到的數據存入TEMPBUF中，同時發送信號量SendSem。數據轉發任務接收到信號量，啟動運行，完成數據轉發功能。

數據轉發任務如下：void CANDATA_ExchangeTask(void *pdata)

{

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3/* 給CPU狀態寄存器分配存儲器*/

OS_CPU_SRcpu_sr;

#endif

INT8U err;

pdata=pdata;/*避免編譯器警告*/

for(;;) {

OSSemPend (SendSem,0,err);/*等待發送信號量，若無信號則將本函數掛起，并啟動其他任務，如系統監控或鍵盤輸入或LED顯示等*/

if (CANNUM == CAN1) {/*判斷是哪一路總線接收到數據，如是CAN1，則向CAN2發送數據*/

ToSendData (TEMPBUF,FORTXBUF );/*將存放在TEMPBUF中的數據轉換成可用于發送的數據格式，存放在FORTXBUF中*/

CanSendData (CAN2,0x00,FORTXBUF);/*向另一路總線發送數據*/

}

else {

ToSendData (TEMPBUF,FORTXBUF );

CanSendData (CAN1,0x00,TXBUF);

}

}

}同樣，其他模塊功能——波特率的設置、系統的監控、信息的顯示等，也是通過任務間的通信—信號量的傳遞來實現的，以此來保證時間與任務的同步。

結語

μC/OSII實時操作系統在嵌入式硬件平臺的基礎上，用μC/OSII實時操作系統開發應用程序有其獨到之處，用戶可以直接利用系統的接口函數編寫自己的應用程序，不需另行開發，大大方便了用戶編程，縮短了軟件的開發周期，提高了開發效率。基于μC/OSII和LPC2119的CAN中繼器，在實驗調試過程中，運行狀況良好，工作穩定。