基于ARM的橡塑機械雙層網絡監(jiān)控器設計
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2．2 以太網擴展
以太網和CAN現場總線的集合，大大加速了工業(yè)控制集成化、信息化的進度。采用了CS8900A芯片以完成以太網擴展。其主要包括802．3介質訪問控制塊，支持全雙工操作，完全依照IEEE 802．3以太網標準(ISO／IEC8802-3，1993)，負責處理有關以太網數據幀的發(fā)送和接收。
在硬件連接上，通過外部中斷EINT9來響應通信，通過ADDR24以及其他片選讀寫信號來控制網卡芯片的工作以及地址空間位置。
在收到由CPU發(fā)來的數據報后，CS8900A將開始偵聽網絡線路。如果線路忙，就等待線路空閑，否則立即發(fā)送數據。發(fā)送過程中，需要添加以太網幀頭，產生CRC校驗碼，最后將此數據幀發(fā)送出去。接收數據時，接收到數據幀后，還需要經過解碼、剝除幀頭和地址檢驗等步驟后存于CS8900A片內的緩存區(qū)。并還需要通過CRC校驗，便會產生外部中斷，通知主機收到了數據幀，最后，再根據CPU的指令，將數據傳輸給CPU。
網絡的擴展對于橡塑機械的整體化集成化管理起著極為關鍵的作用，作為一個高速、開放的通信接口，網絡給系統帶來了很大的靈活性和可擴展性。同時，在監(jiān)控系統的調試過程中網絡也發(fā)揮著不可替代的作用。本文引用地址：http://yuyingmama.com.cn/article/151741.htm
3 軟件系統設計
整個監(jiān)控器的軟件設計建立于嵌入式Linux操作系統的基礎之上，因此軟件設計分為系統軟件設計和應用軟件設計兩大部分。系統軟件主要為對應設備的驅動程序設備，CS8900A為常用的典型網絡擴展設備，已經有既成的驅動程序；而CAN總線擴展則需要根據應用中所需要的網絡協議來自定義實現。應用軟件設計部分主要包括CAN服務器端的開發(fā)和WEB Server的移植。
3．1 系統軟件設計
本設計采用外部中斷EINT3連接MCP2510的總中斷，配置控制器始終處于喚醒模式，發(fā)送器處于正常模式，并使能接收、發(fā)送、錯誤中斷，以中斷方式處理CAN總線數據收發(fā)。具體流程如圖3所示。
對中斷的處理主要包括以下三種模式：
(1)發(fā)送處理。在滿足下述兩種條件時會啟動發(fā)送處理：其一發(fā)送中斷響應中，如果當前有發(fā)送任務，通過發(fā)送緩沖區(qū)記錄標志確定空的發(fā)生緩沖區(qū)并向其中填發(fā)送幀，然后啟動發(fā)送；其二在接收中斷響應中，在接收處理完后如果有發(fā)送任務且有發(fā)送緩沖區(qū)空閑，同樣會處理發(fā)送任務。采用兩種發(fā)送處理方式可充分利用MCP2510的多個發(fā)送、接收緩沖區(qū)，以提高通信效率。
(2)接收處理。首先需根據ICOD的值來確定當前準備好數據的接收緩沖區(qū)。接收幀處理過程中首先讀取幀的ID值，確定當前幀的數據是哪個節(jié)點發(fā)送來的，并據此把幀中數據字段的數據存放在相應的位置。
(3)錯誤處理。由于引起錯誤處理的原因很多，在產生錯誤中斷之后，需訪問錯誤標志寄存器確定具體錯誤類型，并據此做相應的處理。
最后在所有的處理中都需更新發(fā)送緩沖區(qū)使用記錄，以便于發(fā)送和接收中斷響應中據此判斷發(fā)送緩沖區(qū)的使用情況，從而確定當前是否可以做發(fā)送處理。
3．2 應用軟件設計
3．2．1 CAN服務器端設計
CAN服務器端需要完成兩大部分的工作。一是和底層控制器交互，二是處理并存儲好相應的數據，以提供給人機界面和WEB服務器使用。
CAN總線默認的調度方式為CAMA／CD協議，該協議原理比較簡單，技術上易實現，網絡中各節(jié)點處于平等地位，不需集中控制，不提供優(yōu)先級控制。但在網絡負載增大時，發(fā)送時間增長，發(fā)送效率急劇下降，即會永遠優(yōu)先發(fā)送優(yōu)先級高的節(jié)點而阻塞優(yōu)先級低的節(jié)點，因此考慮到對該協議進行改進。為了自定義協議，因此我們的CAN數據采用了擴展幀。
針對橡塑機械需要的通信數據類型設計了如下的通信協議。主要具備以下幾點特點：
(1)下位機根據仲裁段優(yōu)先級來確定該段數據的優(yōu)先級；
(2)優(yōu)先級的分配由服務器端進行，讀取初始化配置文件(包括節(jié)點編號和優(yōu)先級碼兩個部分)+頁面設定；
(3)優(yōu)先級根據傳輸數據的截止時間決定(DM)。要求的時間越短，其優(yōu)先級越高。
(4)通信數據的命令格式如圖4所示，其中所有字節(jié)均為ASCII字符。
開始位必須放@，以示命令的開始。標題碼為命令的代碼；用”*”和回車(ASCII碼為13)作為命令結束。
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