基于LINUX和CAN总线的工业嵌入式控制系统研究

4基于CAN总线工业嵌入式控制系统的设计

基于CAN总线的工业嵌入式控制系统的整个模块如图2所示。

图2 基于 总线（ CAN） 工业 嵌入式实时 控制系统的原理图

　　总线控制器SJA10008000H～801FH将设计好的PC/104模块作为一独立的控制系统插入专用的应用板，同样的模块可以有若干个，以层叠的方式嵌入同一块应用板，既可以完成类似的功能，也可以完成完全不同的其它功能（如数据采集转换等）。PC/104提供了一个非常紧凑的与标准台式PC或PC/AT结构完全兼容的层叠栈接模块。将台式PC机的全部功能重新包装于一个格式标准统一、稳定可靠、灵活且符合嵌入式系统尺寸的标准模块中，与PC兼容，用于嵌入式系统设计以替代传统的嵌入式微处理器十分适宜。通过PC/104总线，微处理器能够非常方便地和系统通信。为满足大量数据交换的要求，特增加了8kb的RAM以扩展内存。为了增加局部总线的驱动能力，在微处理器和PC104总线之间增加数据/地址驱动电路。为了系统的扩充能力，增加了地址译码电路，译出的地址0300H～031FH以备将来的I/O外设使用。同时为了增加有效的传输距离，采用了Philips公司的高性能CAN总线收发器82C250,它具有高速性（最高可达1Mb/s）、能抗瞬间干扰、保护总线、支持多达110个节点的连接等优点。另外，设计了CAN地址选择电路，以确保CAN总线节点在整个系统中的唯一地址。

5Linux嵌入式应用编程简介

　　5.1采嵌入式系统一般都没有编辑和编译工具，所以需要先在开发系统中完成程序的编辑、编译和仿真运行及修改工作，形成可执行文件，再转到运行系统（即嵌入式系统）上执行。

　　以Linux嵌入式为支撑系统开发系统上的应用程序属于事件驱动编程，也就是“消息队列”和“消息循环”。有2个涉及消息的函数十分常用：GetMessage（）和DispatchMessage（）。一般还需要common.h。

　　其编程与VC++编程所用消息处理函数极为相似，下面将介绍一些简单而又基本的GUI元素：主窗口、静态文本框、编辑框、按钮、进程条、对话框以及一些基本的图形操作

　　一些常用的消息处理函数如下：

　　输出文本MEG_PAINT（使用TextOut（）函数）

　　设置像素点颜色SetPixel（）

　　画线条LineTo（）

　　画矩形Rectangle（）

　　画圆形Circle（）

　　设置画笔颜色SetBrushColor（）

　　创建窗口MES_CREATE

　　创建主窗口CreateMainWindow（CreateInfo）

　　此外，大多数控件都可以使用CreateWindow（）函数创建。

　　5.2RTOS开发平台

　　通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口（API），是计算机基本的、不可分离的一部分，应用程序的开发以及完成后的软件都在平台上运行，但一般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行，但是为了合理调度多任务、利用系统资源、系统函数以及专家库的接口，用户必须自行选配RTOS平台，这样才能保证程序执行的实时性，稳定性和可靠性，并减少开发时间，保证软件质量。

　　实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务,RTOS根据各个任务的要求,进行资源（包括存储器、外设等）管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中,每个任务均有一个优先级,RTOS根据各个任务的优先级,动态地切换各个任务,保证对实时性的要求。在编写程序时,可以分别编写各个任务,从而减少了程序编写的工作量,而且减小了出错的可能,保证最终程序具有高可靠性。RTOS体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架,用户可以在不大量变动系统其它任务的情况下增加或去掉一个任务;一个项目开发的过程中,可以有多个工程师同时进行系统的软件开发,每个人之间只要制定好规程和协议即可,既缩短了开发时间,又降低了最终软件产品对于具体某个开发者个人的依赖性。为RTOS设计的成熟和通用的任务可以以库函数的形式供其他人继续利用,与C++语言的设计思想一致。

6结束语

CAN总线技术在电厂、变电站、电力系统中有广阔的应用前景，能在可靠性、高精度、经济性等多方面获得最大的效益;以工业标准PC/104为代表的嵌入式控制系统具有突出的优点，十分适合于工业环境的要求。随着微处理器和单片机的发展,工业控制技术中使用嵌入式实时操作系统已经成为一个特点。嵌入式操作系统已经经历了一个阶段的发展,它在工业控制中的应用必将越来越广泛。