基于VXWORKS的串口通信程序设计与实现

一一－一２００５川清地区自动化与电控技术学术年会 Ｃｏｎｓｏｌｅｄ　ＰＷＭ　Ｉｎｖｅｔｅｒ　ｆｏｒ　ＣＶＣＦ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ团．　ＩＥＥＥ　Ｔｒｅｅｓ．　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｏｓ．１９９４，９（５）：４７３一ＢＯ［６１李玉梅，马伟明．无差拍控制在申联电力有源滤波器中的应用电 力系统自动化，２００１，　２５　（８）：２８－３０．［７１彭晓涛，程时杰等，差拍控制在有源电力逮波器中的应用，继电器， ２００４，３２（８）０［８１郑Ａ琳，郝荣泰，电力有Ｒｄ波器的关ｌｐ指令分区控制研究，北方 交通大学学报，２００３， ２７（２），１９１郑琼林，郝荣泰，关联指令分区控制脉宽调制技术，中国电机工程 学报，２０００，２０（６）ａ［１０１王立乔，王长永张仲超组合变流器相移ＳＶＭ技术的研究也力 系统自动化，２００２， ２６（１８）．［１１］李建林，张仲超组合变流器载波相移空问向量调制〔ＣＰＳ－ＳＶＭ）技 术高电压技术，２００３，２９（１）：１８－２０．［１２］粟时平，周赛，刘桂英基于人工神经网络的有源电力滤波器控制 方法的研究．电气开关２００１，５［１３］刘桂英，粟时平ｔ三相四线并联有源电力滤波器及其神经网络控 制湖南电力，２００３，２３（３）

［１４｝钟庆，吴捷等墓于ＤＳＰ的有源电力滤波器的实现．继电器， ２００４，３２（１０：３７－４０．［１５］王勇，吕征宇等．基于ＤＳＰ的有源电力ａ波器数字控制系统．高电 压技术，２００４，３０（２）：１７－１９．［１６１田大强，蒋平，赵剑峰新型ＤＳＰ用于并联型有源电力滤波器的计 算与控制电力科学与工程，２００３，１：１４－１７．

作者简介张海男，生于１９８１年男，硕士研究生，主要从事多电平有深电力浦波器的研究。万益杰男，生于１９８１年，硕士研究生，主要从事多电平有汉电力滤波器的研究。苗鹅男，生于１９７８年．硕士研究生，主要从事有派电力逮波器的研究。徐明男，生于１９８３年，硕士研究生，主要研究方向为单周控制技术在有派电力浦波器中的应用。周林男，生于１９６１年，博士，教授，硕士生导师，主要从事ＦＡＣＴＳ及电网谐波治理方面的研究

基于Ｖｘｗｏｒｋｓ的串口通信程序设计与实现张军王帆（中国空气动力研究与发展中心） 摘要结合嵌入式实时操作系统Ｖ．Ｗｏｒｋｓ实现风洞侧控系统的实际应用、以其中的申口通信为例，讨论了在Ｖ．ＷＯｒｋ。下实现串口通信的关键技术，给出了基本原理、环境配里和程序示例。 关钮词ＶｘＷｏｒｋｓ实时操作系统嵌入式操作系统串行通信

０前言 目前市场上比较著名的实时操作系统有：ＶｘＷｏｒｋｓ　ＩＰＳＯＳ，Ｎｕｃｌｅｕｓ，ＱＮＸ，ＶＲＴＸ，Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ，Ｐａｌｍ　ＯＳ，Ｌｙｎｙ，ＯＳ等。其中，ＶｘＷｏｒｋ，是一个具有微内核、可裁剪的高性能强实时操作系统，在实时操作系统市场上处于领先地位。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、弹道制导、飞机导航等。在美国的Ｆ－１６战斗机、Ｂ－２隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至火星探测器上都使用了ＶｘＷｏｒｋｓ实时操作系统。在嵌人式实时操作系统中使用串口通信，不仅可扩展嵌人式设备通信能力，而且可扩大其应用范围。

１　ＶｘＷｏｒｋｓ简介 ＶｘＷｏｒｋ，是由ｗＲＳ（ｗｉｎｄ　Ｒｉｖｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，　Ｉｎｃ．）公司开发的一套具有微内核、高性能、可伸缩的实时操作系统，支持广泛的网络通信协议，并能够根据用户的需求进行组合、其开放式的结构和对工业标准的支持使开发者只需做最少的工作即可设计出有效的适合于不同用户要求的系统。除子胜能出众的操作系统之外，ｗＲＳ公司还提供了优秀的实时操作系统开发工具Ｔｏｒｎａｄｏ，　Ｔｏｒｎａｄｏ由三个高度集成的部分组成：Ｔｏｒｎａｄｏ工具，一整套强有力的交叉开发工具；ＶｘＷｏｒｋｓ运行系统，是运行在目标机上的高性能、可裁剪的实时操作系统；连接目标机和宿主机的通信选项，加以太网、串行线路、在线仿真等。Ｔｏｒｎａｄｏ能够支持Ｗｉｎｄｏｗｓ，Ｕｎｉｘ等流行的工作平台和ＰＯｗｅｒＰＣ，Ｘ８６，ＡＲＭ等几乎所有的目标处理器，所提供

的工具可用于所有目标机，并具有两种调试模式（系统模式和任务模式）。除了基本的功能和开发工具外，Ｔｏｒｎａｄｏ还具有先进的系列网络产品，极大地扩展了Ｔｏｍａｄ。的

２００５年８月２２－２７日四川・成都１７９２００５川渝地区自动化与电控技术学术年会网络特性，并增强了嵌人式微处理器的网络特性。２串口通信基本原理 串口在嵌人式系统当中是一类重要的数据通信接口，其本质功能是作为ＣＰＵ和串行设备间的编码转换器。当数据从ＣＰＵ经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位；在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。 串口通信的优点是开发简单，在传输数据量不大、要求速度不高而传输距离较大的通信场合得到广泛应用。 在ＶｘＷｏｒｋ：中，将ＵＯ系统设计成为任何类型的设备提供一个简单、统一、独立于设备的接口，任何对于串口的操作都可以视为对一个文件的操作，而不必了解串口设备或程序驱动实现的细节。在串口通信软件的设计中，当串口初始化完成后，在使用之前利用ｏｐｅｎｏ打开相应串口，然后进行配置。 ＶｘＷｏｒｋ，提供终端和伪终端设备驱动。场驱动针对实终端；ｐｔｙ针对仿真终端的程序。Ｔｔｙ设备有两种操作模式：ｍｗ模式和ｌｉｎｅ模式。在ｒａｗ模式下，每个刚从设备输人的字符对读者都是有效的；在ｌｉｎｅ模式下所有输人字符被存储，直到ＮＥＷＬＩＮＥ字符输人。设备选项字使用带ＦＩＯＳＥＴＯＰＴＩＯＮＳ功能的ｉｏｃｔｌｏ程序来设置。 配置完成后，依据串口打开时的读写标志，调用函数。ｔｅｏ，ｒｅａｄｐ对串口进行只读操作、只写操作或同时进行读写操作。 为提高数据接收的实时性，可采用中断方式，利用ＶｘＷｏｒｋ：提供的ｓｅｌｅｃｔ函数的事件触发机制，将读串口的任务阻塞使其一直等待数据，当有数据来到的时候该任务会立刻自动响应，提高系统的实时性。

定义通信方式为串口联结＊ｌ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＷＤＢｅｓ　ＴＴＹｅｅ　ＣＨＡＮＮＥＬ　１　／＊通道号＊１ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＷＤＢ＿ＴＴＹ＿ＢＡＵＤ　９６００　／＊串口速率，可设置

至３８４００＊／ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＷＤＢ－ＴＴＹ－ＤＥＶ－－ＮＡＭＥ　＂ｔｙＣｏ／１＂ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＣＯＮＳＯＬＥ　ＴＴＹ　０ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＤＥＦＡＵＬＴ＿ＢＯＯＴ＿ＬＩＮＥ　＂ｆｄ＝０，０　（０，０）ｈｏｓｔ－ｎａｍｅ：／ｆｄ０／Ｗｏｒｋｓ　＼　ｈ二主机 ｉｐ　ｅ＝目标机ｉｐ　ｕ＝主机上的登录用户名” （２）在Ｔｏｍａｄ。集成环境中执行菜单命令Ｐｒｏｊｅｃｔ　＞Ｍａｋｅ　ＰＣ４８６　＞　Ｃｏｍｍｏｎ　Ｔａｒｇｅｔｓ　＞　ｃｌｅａｎ删除以前生成的文件，执行菜单命令Ｐｒｏｊｅｃｔ　＞　Ｍａｋｅ　ＰＣ４８６　＞　Ｂｏｏｔ　Ｒｏｍ　Ｔａｒ－ｇｅｔｓ＞ｂｏｏｔｒｏｍ－ｕｎｃｍｐ编译链接生成ｂｏｏｔｒｏｕｔ＿ｕｎｃｍｐ；再选择ＶｘＷｏｒｋｓ　Ｔａｒｇｅｔ，编译生成ｖｘｗｏｒｋｓ； （３）拷贝＼＼Ｔｏｍａｄｏ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎｆｉｇ＼ｐｃ４８６＼ｂｏｏｔｍｍ　ｕｎｅｍｐ至＼＼＼Ｔｏｍａｄｏ＼ｈｏｓｔ＼ｂｉｎ下 （４）重命名文件ｂｏｏｔｒｏｍ＿ｕｎｃｍｐ为ｈｏｏｔｒｏｍ； （５）准备一张已格式化的空盘插人软驱； （６）在目录＼＼Ｔｏｍａｄｏ＼ｈｏｓｔ＼ｂｉｎ下执行命令ｍｋｂｏｏｔ　ａ：ｂｏｏｔｒｏｍ； （７）拷贝＼＼Ｔｏｒｎａｄｏ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎｆｉｇ＼ｐｃ４８６＼ＶｘＷｏｒｋ：至软盘； （８）将系统制作盘插人目标机软！Ｗ，，加电启动目标机即载人ＶｘＷｏｒｋｓｔ系统。

３环境配置 在本实时应用系统中采用４８６机作为目标机，串口通信时目标机ＶｘＷｏｒｋｓ系统启动盘的制作步骤： （１）修改通用配置文件＼＼Ｔｏｒｎａｄｏ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎ－ｆｉｇ＼ｐｃ４８６＼ｃｏｎｆｉｇ．ｈ。在。ｏｎｆｉｇ．ｈ文件中加人以下宏定义。 ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＩＮＣＬＵＤＥｅｓ　ＷＤＢ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＩＮＣＬＵＤＥ　ＷＤＢ　ＴＹ　ＴＥＳＴ ＃ｕｎｄｅｆ　ＷＤＢ　ＣＯＭＭ　ＴＹＰＥ ＃ｄｅｆｉｎｅ　ＷＤＢ　ＣＯＭＭｅｓ　ＴＹＰＥ　ＷＤＢ＿　ＣＯＭＭ　ＳＥＲＩＡＬ　／＊

４程序示例４．１在程序中加入下列头文件 ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜｝Ｗｏｒｋｓ．ｈ＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＂ｓｔｒＬｉｂ．ｈ＂ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｓｔｒｉｎｇ上＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｓｉｏＬｉｂ．ｈ＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｉｏＬｉｂ．ｈ＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｓｔｄｉｏ．ｈ＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｉｏｃｔｌ．ｈ＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｓｅｌｅｃｔＬｉｂ．ｈ＞ ＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＂ｔｙｐｅｓｗｘＴｙｐｅｓＯｌｄ．ｈ＂４．２打开串口

ｉｎｔ　ｏｐｅｎ－ｃｏｍＩ　（ｖｏｉｄ）　／／打开串口１函数 （ｉｎｔ　ｓｆｄ；　／／串口设备文件描述符 ｓｆｄ　＝ｏｐｅｎ　（＂　／　ｔｙＣｏ　／　０＂，０＿ＲＤＷＲ，０）；／／打开串口并返回串口设备文件描述符 ｉｆ　（ｓｆｄ　＝＝ＥＲＲＯＲ）　／／如果不能打开串口１则打印出错信息

１８０２００５年８月２２－２７日四川・成都