ZigBee无线车路自动报站系统设计 第5页

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3.2.5.ZIGBEE模块
Freescale的MC13213是第二代标准ZigBee无线通信平台,在9x9x1mm 71引脚LGA封装中集成了低功耗的2.4GHz RF收发器和8位微控制器，MC13213器件具有60KB的闪存，MC1321x解决方案能在简单的点对点连接到完整的ZigBee网状网络中用作无线连接，小占位面积封装中的无线电收发器和微控制器的组合使它成为成本效益的解决方案，MC1321x中的RF收发器工作在2.4GHz ISM频段，和802.15.4标准兼容，收发器包括低噪音放大器,1mW的RF输出功率,带VCO的功率放大器(PA),集成的发送/接收开关,板内的电源稳压器以及完全的扩展频谱的编码和译码，MC1321x中的微控制器是基于HCS08系列微控制器单元(MCU),HCS08 A版本,高达60KB的闪存和4KB的RAM。毕业论文http://www.751com.cn
MC13213芯片主要性能
 SIP系统单封装；  
 集成符合 IEEE802.15.4/ZIGBEE 标准的2.4GHz的RF无线收发器；  
 优良的无线接收灵敏度（ -94dbm ）和强大的抗干扰性能；  
 40MHCSO8 内核，60KB FLASH 及 4K RAM；  
 RF输出功率 -27dbm-+4dbm，可通过软件编程设置；  
 硬件支持 CSMA/CA 功能；  
 宽电压范围：2.0 ～ 3.4 V；  
 集成8位键盘中断 KBI和8通道10位模数转换ADC，以及低压检测 LVD；  
 片内看门狗定时器COP。
与开发板通信采用串行通信模式，接线如下：
引脚配置：TTL/T<->PD2(U1RX)
          TTL/R<->PD3(U1TX)

另一个ZIGBEE无线模块，采用与电脑RS232标准串口联线，顺舟科技提供一个底座，底座中使用了SP3232电平转换器，方便与电脑的标准串口通信。

3.2.6.控制面板模块
主要由辣个按键组成，与开发板的辣个GPIO口相连，采用低电平触发，在没有铵下的时候处于高电平，接一个10K的电阻连接到3.3V电源。
与开发板的接线如下：
引脚配置：K1<->PF1
K2<->PF2
K3<->PF3
K4<->PF5
K5<->PF6
K6<->PF7
        
3.3软件介绍
3.3.1 uC/OS-II介绍
3.3.1.1　uC/OS-II简介
u C / O S 是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。
μC/OS-II 的前身是μC/OS，最早出自于1992 年美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse 在《嵌入式系统编程》杂志的5 月和6 月刊上刊登的文章连载，并把μC/OS 的源码发布在该杂志的B B S 上。
μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的， 绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌人到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点， 最小内核可编译至 2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。本文来自辣*文~论-文'网
严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。
uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。
3.3.1.2  uC/OS-II任务管理
　uC/OS-II 中最多可以支持64 个任务，分别对应优先级0～63，其中0 为最高优先级。63为最低级，系统保留了4个最高优先级的任务和4个最低优先级的任务，所有用户可以使用的任务数有56个。
uC/OS-II提供了任务管理的各种函数调用，包括创建任务，删除任务，改变任务的优先级，任务挂起和恢复等。
系统初始化时会自动产生两个任务：一个是空闲任务，它的优先级最低，改任务仅给一个整形变量做累加运算；另一个是系统任务，它的优先级为次低，改任务负责统计当前cpu的利用率。
3.3.1.3 uC/OS-II时间管理
uC/OS-II的时间管理是通过定时中断来实现的，该定时中断一般为10毫秒或100毫秒发生一次，时间频率取决于用户对硬件系统的定时器编程来实现。中断发生的时间间隔是固定不变的，该中断也成为一个时钟节拍。
uC/OS-II要求用户在定时中断的服务程序中，调用系统提供的与时钟节拍相关的系统函数，例如中断级的任务切换函数，系统时间函数。
3.3.1.4 uC/OS-II内存管理
在ANSI C中是使用malloc和free两个函数来动态分配和释放内存。但在嵌入式实时系统中，多次这样的错作会导致内存碎片，且由于内存管理算法的原因，malloc和free的执行时间也是不确定。
　　uC/OS-II中把连续的大快内存按分区管理。每个分区中包含整数个大小相同的内存块，但不同分区之间的内存快大小可以不同。用户需要动态分配内存时，系统选择一个适当的分区，按块来分配内存。释放内存时将该块放回它以前所属的分区，这样能有效解决碎片问题，同时执行时间也是固定的。
　　任务间通信与同步
对一个多任务的操作系统来说，任务间的通信和同步是必不可少的。uC/OS-II中提供了4中同步对象，分别是信号量，邮箱，消息队列和事件。所有这些同步对象都有创建，等待，发送，查询的接口用于实现进程间的通信和同步。毕业论文http://www.751com.cn
3.3.1.5 uC/OS-II任务调度
 uC/OS-II 采用的是可剥夺型实时多任务内核。可剥夺型的实时内核在任何时候都运行就绪了的最高优先级的任务。
　　uC/OS-II的任务调度是完全基于任务优先级的抢占式调度，也就是最高优先级的任务一旦处于就绪状态，则立即抢占正在运行的低优先级任务的处理器资源。为了简化系统设计，uC/OS-II规定所有任务的优先级不同，因为任务的优先级也同时唯一标志了该任务本身。
任务调度将在以下情况下发生：
　　a） 高优先级的任务因为需要某种临界资源，主动请求挂起，让出处理器，此时将调度就绪状态的低优先级任务获得执行，这种调度也称为任务级的上下文切换。
　　b） 高优先级的任务因为时钟节拍到来，在时钟中断的处理程序中，内核发现高优先级任务获得了执行条件(如休眠的时钟到时)，则在中断态直接切换到高优先级任务执行。这种调度也称为中断级的上下文切换。

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