嵌入式系统在多点温度控制中的应用

放到不同的处理器上运行，这样可以使处理器的任务平衡，也提高系统的运行效率。
5.1 PC机侧串行通信程序的设计
　　使用MFC开发是较普遍的VC++编程方法。在VC++6.0下，MFC应用程序的线程由CWinThread对象表示。VC++把线程分为两种：用户界面线程和工作者线程。用户界面线程能够提供界面和用户交互，通常用于处理用户输入并响应各种事件和消息；而工作者线程主要用来处理程序的后台任务，程序一般不需要直接创建CWinThread对象，通过调用AfxBeginThread()函数就会自动创建一个CWinThread对象，从而开始一个进程。创建上述的两种线程都利用这个函数。　　线程的终止取决于下列事件之一：线程函数返回；线程调用ExitThread()退出；异常情况下用线程的句柄调用TerminateThread()退出；线程所属的进程被终止。
5.1.1程序设计的关键技术
多线程编程在串口通信中的应用中要考虑的问题:
1).串口通信对线程同步的要求
因为同一进程的所有线程共享进程的虚拟地址空间，而在Windows 9X/NT/2000系统下线程是汇编级中断，所以有可能多个线程同时访问同一个对象。这些对象可能是全局变量，MFC的对象，MFC的API等。
串口通信中，对于每个串口对象，只有一个缓冲区，发送和接收都要用到，必须建立起同步机制，使得在一个时候只能进行一种操作，否则通信就会出错。进行串口通信处理的不同线程之间需要协调运行。如果一个线程必须等待另一个线程结束才能运行，则应该挂起该线程以减少对CPU资源的占用，通过另一进程完成后发出的信号(线程间通信)来激活。
串口通信的几个特点决定了必须采用措施来同步线程的执行。为此，VC++提供了同步对象来协调多线程的并行，常用的有以下几种：
CSemaphore：信号灯对象，允许一定数目的线程访问某个共享资源，常用来控制访问共享资源的线程数量。
Cmutex：互斥量对象，一个时刻至多只允许一个线程访问某资源，未被占用时处于有信号状态，可以实现对共享资源的互斥访问。
CEvent：事件对象，用于使一个线程通知其他线程某一事件的发生，所以也可以用来封锁对某一资源的访问，直到线程释放资源使其成为有信号状态。适用于某一线程等待某事件发生才能执行的场合。
CCriticalSection：临界区对象，将一段代码置入临界区，只允许最多一个线程进入执行这段代码。一个临界区仅在创建它的进程中有效。 2).等待函数：
Win32 API提供了能使线程阻塞其自身执行的等待函数，等待其监视的对象产生一定的信号才停止阻塞，继续线程的执行。其意义是通过暂时挂起线程减少对CPU资源的占用。在某些大型监控系统中，串口通信只是其中事务处理的一部分，所以必须考虑程序执行效率问题，当串口初始化完毕后，就使其处于等待通信事件的状态，减少消耗的CPU时间，提高程序运行效率。
常用的等待函数是WaitForSingleObject()和WaitForMultipleObjects()，前者可监测单个同步对象，后者可同时监测多个同步对象。
3).串口通信的重叠I/O方式：
对于串口作为文件设备处理，用CreateFile( )打开串口，获得一个串口句柄。打开后SetCommState ( )进行端口配置，包括缓冲区设置，超时设置和数据格式等。成功后就可以调用函数ReadFile( )和WriteFile( )进行数据的读写，用WaitCommEvent( )监视通信事件。CloseHandle( )用于关闭串口。
在ReadFile( )和WriteFile( )读写串口时，可以采取同步执行方式，也可以采取重叠I/O（异步）方式。同步执行时，函数直到执行完毕才返回，因而同步执行的其他线程会被阻塞，效率下降；而在重叠方式下，调用的读写函数会立即返回，I/O操作在后台进行，这样线程就可以处理其他事务。线程可以在同一串口句柄上实现读写操作，实现"重叠"。
使用重叠I/O方式时，线程要创建OVERLAPPED结构供读写函数使用，该结构最重要的成员是hEvent事件句柄。它将作为线程的同步对象使用，读写函数完成时hEvent处于有信号状态，表示可进行读写操作；读写函数未完成时，hEvent被置为无信号。
5.1.2 通信协议的制定
5.1.2.1 通信协议概述
在本系统的设计中，PC机是主控者，可以发控制命令或者读取相关信息，在第四章中设计的嵌入式系统只是被动接收者，在以后的叙述中称其为下位机。这样通信协议较双方互为主控者时简单。
本通信协议的设计思想是基于帧格式传输，由一系列的ASCII码组成。PC机通过RS232串口发送命令信号、应答信号时，是一帧一帧发送的。具体如下：
1). 在PC机读数据时，遵循“读命令—等数据—报告”，即PC下达一命令，等待接收数据，根据所接收信息向应用程序报告此命令的执行情况。
2). 在PC机写数据时，遵循“写命令--等回应--报告”，即PC下达一写命令，此时所要写的数据信息含于此命令中，等待发来的已正确接收的回应信号并向应用程序报告。此命令执行完毕。
3). 如果在转输过程中，双方任何一方所接收任何一帧信号出现错误时，均会向对方发送重发此帧信号的请求，如果连续三次转输失败则退出通信，并向应用程序报告。
5.2.1.2 信号帧的分类及格式
1). 读命令帧（20H）
帧头地址子地址命令类型数据类型数据校验和帧尾

说明：
帧头：STX （02H）,Start of text , 长度为1字节。
地址：地址号0－95 （20H – 7FH），用于区别不同的器件地址。其中95（7FH）用于全局地址，当此项为95时，此命令发给所有设备。长度为1字节。
子地址：当用于特别作用时，此项设置范围为：1－7 （21H－27H）。正常情况下为0（20H）。长度为1字节。
命令类型：写命令，代码为20H。长度为1字节。
数据类型：不同的数据项，代表着不同的功能。长度为4 字节。
数据：数据信息。长度为4字节。
校验和：计算方法是从地址开始到校验和之前的所有字节之和取反再加1，然后取其结果的低字节。发送时转换为ASCII码格式发送。长度为2字节。
帧尾：ETX(03H)。End of text。长度为1字节。
2). 写命令帧（50H）
帧头地址子地址命令类型数据类型数据校验和帧尾
各项分析同上。
3). 数据帧（对读命令的响应）
帧头&n

首页上一页 14 15 16 17 18 19 20 下一页尾页 17/20/20

嵌入式系统在多点温度控制中的应用(十七)