软件架构.docx
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软件架构
二、PITE3960软件（架构）综述
为实现多任务，系统使用了消息驱动方式，采用不可剥夺多任务机制（任务不能强行中止）。
主函数流程：
图2-1主函数流程（含消息循环）
消息队列优先级：
本架构任务切换是通过消息队列来实现的（如图2-3），保证了先触发先响应。
系统将会维护多个消息队列，所有产生的消息都会被插入相应队列中。
系统会依据队列优先级在队列中取出每一条消息，根据不同消息队列，而产生不同的消息，并将该消息发送给当前任务的消息处理函数。
队列优先级如下：
图2-2消息队列优先级
系统中使用的消息队列：
Queueg_sutIntQueue;中断消息队列（主要用于中断的切换）
Queueg_sutSysQueue;系统消息队列（主要用于各任务的切换）
Queueg_sutRecv0Queue;UART0接收数据队列
Queueg_sutTran0Queue;UART0发送数据队列
Queueg_sutRecv1Queue;UART1接收数据队列
Queueg_sutRecordQueue;放电电池记录指针索引数据队列
系统任务变量：
unsignedcharg_ucplay_back;数据回放标志0x0f:
yes0x00:
no
任务的基本架构：
任务由消息处理分支构成，根据分支语句执行不同的操作。
每个任务都有自己的消息处理分支，任务的消息处理函数执行完成后，才能返回主流程，响应其它消息，所以对于耗时较多的任务应尽量精简，或拆分成多个任务。
同时这种运行机制存在较大的局限性，目前适用于较小的应用平台。
较大的应用中消息检查机制应做相应修改，避免消息检测循环消耗太多的时间和资源。
任务中必须要包含的是PITE_DefTaskProc（）函数，用于响应输入操作。
其余消息视具体任务添加。
图2-3任务消息循环及系统消息结构
任务的消息结构：
message：
是从当前消息队列中获得的消息值，消息值如图4所示。
para、para1、para1：
是本消息附带的参数。
系统中的消息：
图2-4系统中的消息
系统软件模块组织结构：
图2-5软件模块框图
系统中定义的任务：
PITE_RETMenuMain（PPITE_MESSAGEMsg）;主菜单
PITE_RETMenuService（PPITE_MESSAGEMsg）;系统管理菜单
PITE_RETMenuDataMenage（PPITE_MESSAGEMsg）;数据管理菜单
PITE_RETMenuSysSet（PITE_MESSAGE*Msg）;系统设置菜单
PITE_RETMenuRevise（PITE_MESSAGE*Msg）;计量校正菜单
PITE_RETMenuRadioSetup（PITE_MESSAGE*Msg）;放电参数设置菜单
PITE_RETTaskCalibrationZero（PITE_MESSAGE*Msg）零点校正
PITE_RETTaskCalibrationCoef（PITE_MESSAGE*Msg）增益校正
PITE_RETTaskCalibrationSensor（PITE_MESSAGE*Msg）;传感器选择
PITE_RETTaskCaliLoadFactoryPara（PITE_MESSAGE*Msg）;载入缺省值（厂值）
PITE_RETTaskCaliSetFactoryPara（PITE_MESSAGE*Msg）;设置缺省值（厂值）
PITE_RETTaskCaliSetDefault（PITE_MESSAGE*Msg）;设置缺省值
PITE_RETTaskCalibrationLogin（PITE_MESSAGE*Msg）;触摸屏校准
PITE_RETTaskCaliSetupRadioBoxId（PITE_MESSAGE*Msg）;分机盒设置ID编号
PITE_RETTaskCaliSetupRadioBoxCoef（PITE_MESSAGE*Msg）;分机盒校正
PITE_RETTaskDateSet（PITE_MESSAGE*Msg）;设置日期时间
PITE_RETTaskVersionShow（PITE_MESSAGE*Msg）;软件版本声明
PITE_RETTaskBackLight（PITE_MESSAGE*Msg）;设置背光
PITE_RETTaskUpdateFont（PITE_MESSAGE*Msg）;字库更新
PITE_RETTaskGetPassword（PITE_MESSAGE*Msg）;设置密码任务
PITE_RETTaskFileList（PITE_MESSAGE*Msg）;数据管理任务
PITE_RETTaskFlashFrame（PITE_MESSAGE*Msg）;数据清除任务
PITE_RETTaskDisplayScreen（PITE_MESSAGE*Msg）;屏幕数据回放任务
PITE_RETTaskGeneralTest（PITE_MESSAGE*Msg）;综合测试任务
PITE_RETTaskVoltagePrecise（PITE_MESSAGE*Msg）稳压测试任务
PITE_RETTaskCurrentPrecise（PITE_MESSAGE*Msg）稳流测试任务
PITE_RETTaskRipple（PITE_MESSAGE*Msg）纹波测试任务
PITE_RETTaskBatteryDischarge（PITE_MESSAGE*Msg）电池放电任务
扫描触摸屏：
由定时器T0产生一个定时器消息（INT_TIMER），用于扫描触摸屏。
如有有效触摸屏按下将直接执行区域响应函数，具体说明见附录2、触摸屏坐标说明。
默认消息处理函数：
图2-6默认消息处理
默认的消息处理函数将负责处理那些任务中不处理消息。
PITE_RETPITE_DefTaskProc（PITE_MESSAGE*Msg）默认处理函数，包含时钟扫描、
按键处理和串口数据收发
voidRtcShow（void）;默认RTC处理
voidScom485QueueDataCheck（void）;485通信串口接收中断处理
voidRadioQueueDataCheck（void）;无线通信串口接收中断处理
voidBatteryDischargeSendData2PC（void）;串口发送数据处理
voidFAT_FileMsg（void）;FAT消息处理
voidUSB_Msg（void）;USB消息处理
综上所述，本系统是一个伪多任务操作系统，编程者了解后可以自定义消息和任务流程，实现特定的功能，但要注意该架构的使用中，消息处理函数一定要清晰。
关于任务的添加见附录5、任务添加说明。
六、附录
1、系统资源分配说明
图6-1片上FLASH空间分配图6-2片上RAM空间分配图6-3片外RAM空间分配
图6-4片外FLASH空间分配图6-5片外EEPROM空间分配
LPC2214内部共有256KFLASHROM和16KRAM，外部扩展512KRAM、16MFLASHROM和256KEEPROM。
程序空间的分配如图6-1所示，前面8K（0—8192）存储的是用于更新主程序（8192之后248K程序存储空间）的代码，8K之后的248K程序存储空间存储的是应用程序代码。
数据空间的分配如图6-2、图6-3、图6-4、图6-5所示。
片上16KRAM主要用于堆栈空间。
片外512KRAM用于存储系统变量，数据队列，各种测量数据。
片外256K的EEPROMROM用于存储LCD对比度、管理员标志、触摸屏坐标基准值、BMP数字名、计量校正参数、电流传感器参数、监测设置参数和FDT首地址。
2、触摸屏坐标说明
（1）、坐标的获取
由于LCD屏大小为320×240像素，故ADS7846采用12位A/D转换，可精确到X或Y方向上的1/4096。
触摸屏中每一点经过ADS7846的转换后都会获得一组（X和Y）A/D值（触摸屏坐标），该值经过坐标变换后可转变为LCD屏坐标，转换过程如下：
①：
计算A/D值在触摸屏坐标中的偏移值OFFSET;
②：
乘上LCD坐标系相对于触摸屏坐标系的转换比率系数K;
公式如下：
式中：
A/D：
实际采样A/D值；
LCD_MAX：
LCD屏坐标最大值（对于X轴为319，对于Y轴为239）；
LCD_MIN：
LCD屏坐标最小值（对于X轴为0，对于Y轴为0）；
TOUCH_MAX：
触摸屏坐标（A/D值）最大值；
TOUCH_MIN：
触摸屏坐标（A/D值）最小值；
X轴坐标变换程序代码为：
TOUCH32AD2X（TOUCH32adx）{
TOUCH32r;
r=adx-g_sScreenMinMax[COORD_X].Min;
r*=TOUCH_XSIZE-1;
return（r/（g_sScreenMinMax[COORD_X].Max-g_sScreenMinMax[COORD_X].Min））;}
（2）、坐标的响应
图6-6触摸屏坐标
参考上图，屏幕中有一区域AREA，（X1,Y1）是其左上角坐标，（X2,Y2）是右下角坐标。
在点击屏幕时，触点只要在（X1,Y1）和（X2,Y2）矩形区域内均认为是触摸该区域有效，就可进行进一步的操作。
程序中屏幕中每个显示有效的区域点都按照结构AREA的大小连续存储在屏幕区域（坐标）列表g_stScrList中，当有有效的坐标产生时，通过调用FindScrList（）函数来判断该坐标是否在g_stScrList存储的有效区域内，再做具体操作。
3、文件管理部分说明
文件管理采用简单FAT文件系统。
文件系统由以下3部分组成：
1：
文件分配表区（FAT）；
2：
文件目录表区（FDT）；
3：
数据区。
（1）:
文件分配表存放Flash存储器上所有区块的占用与空闲情况以及每个文件的存储连接结构。
本Flash文件系统中使用15位FAT，最大可管理2的15次方（32768）个存储单元。
（2）文件目录表紧跟在FAT表之后，存放F1ash文件系统中每一个文件的名字、长度、属性、生成的时间，大小以及该文件的存储链在文件分配表中的入口。
（3）数据区域用于存放数据。
本Flash文件系统中，数据块分配的单位是512字节。
注意：
单次写入数据最大为256KB。
图6-7Flash文件系统
5、任务添加说明
图6-8任务的基本结构
1、任务结构
从主程序消息循环及消息切换中可知，本系统中包含消息队列，一个任务基本的框架包含有分支语句判断消息类型，并调用相应消息处理函数，不同的消息由任务的不同部分进行处理。
1处理新建任务消息处理函数（例如VoltagePreciseInitiate（））；
2按键消息处理函数；
3DSP中断消息处理函数（例如VoltagePreciseDspIntResponse（））；
4RTC中断消息处理函数（例如VoltagePreciseRtcResponse（））；
5默认消息处理函数（例如PITE_DefTaskProc（））；
当然可根据实际需要增加或减少，例如PITE_RETTaskDisplayScreen（PITE_MESSAGE*Msg）中就没有按键消息处理函数。
需要注意的是按键消息处理函数，仅在menu.c中有保留（MenuResponse（）），其余的在本架构中被触摸屏区域处理函数替换。
任务对外只提供一个接口函数。
2、任务添加
⑴、在Msg.c中定义任务的显示菜单（如果需要显示为菜单）。
参考菜单结构的命名（例如l_sutMenuSysMain和l_apucMenuMain）
⑵、在具体任务C文件中定义任务的接口函数。
例如
PITE_RETTaskVoltagePrecise（PITE_MESSAGE*Msg）
{
……………..
}
⑶、在具体任务H文件中声明任务的接口函数。
例如PITE_RETTaskVoltagePrecise（PITE_MESSAGE*Msg）；
⑷、在需要切换任务的地方调用函数PITE_StartNewTask（）来切换任务。
例如PITE_StartNewTask（TaskVoltagePrecise）;
6、ADS编译设置说明
在分散加载文件mem_c.scf中需设置加载域和运行域地址为0x0002000，如果不是使用USB更新而是使用ISP更新，则需设置为0x0000000。
在拷贝的工程目录中找到*.mcp工程文件并打开，之后先在ADS工程生成目标选择
DebugInChipFlash，接着点击工程设置图表按钮
参考下文进行工程的地址设置、输出文件设置、编译选项等设置，之后再点击同步修改日期图表按钮
检查文件更新情况（是否需要编译），检查工程中每个文件的修改日期，若发现有更新，则在Touch栏标记
，最后点击编译连接图表按钮
完成编译连接。
ADS编译环境编译器设置中，TargetSettings设置Linker下拉列表中选择ARMLinker，Post-Linker下拉列表中选择ARMFromELF。
图6-9
ADS编译环境编译器设置中，ARMLinker设置Output选项卡中Linktype单选框选择Scatterd，Scatter编辑框中输入mem_c.scf文件所在目录。
图6-10
ADS编译环境编译器设置中，ARMLinker设置Option选项卡中Imageentrypoint参数需设置为0x0002000
图6-11
DS编译环境编译器设置中，ARMfromELF设置，Outputformatz下拉列表中选择Intel32bitHex，Outputfilename中设置输出文件名为3980B.HEX（内容自定，最好与应用程序相关）
图6-12
7、汉字显示说明
1、汉字取摸
以汉字中为例，使用宋体12，字体对应的点阵为：
宽x高=16x16。
生成字模时，横向取模，对点阵中有笔画的取1，无笔画（背景）的取0，每行可生成2个字节数据，16x16点阵可生成32字节数据。
图6-13中字点阵图图6-14中字数字化图6-15中字字模
2、汉字显示
在GB2312-80标准中每个汉字（图形符号）采用双字节表示，第一个字节的范围从1-87（区码）,0xA1-0xF7（机内码），共87种，第二个字节的范围从1-94（位码）,0xA1-0xFE（机内码），共94种，利用这两个字节共可定义出87*94=8178种汉字，实际共用6763个汉字。
if0xA1<=高字节<=0xF7:
则是GB2312字符
在GBK编码（不是国家标准，而只是规范）兼容GB2312字符集及其编码，共收录汉字21003个、符号883个，并提供1894个造字码位，简、繁体字融于一库。
第一字节的值在0x81～0xFE之间，第二字节的值在0x40～0xFE，除去0x7F一线。
if0x81<=高字节<=0xFEand（0x40<=低字节<=0x7Eor0x7E<=低字节<=0xFE）:
则是GBK字符。
在Windows95/98/NT/2000（简体中）中使用的都是GBK字符集。
字符显示是按从左到右，从上到下一点一点的在显示缓冲区显示，主要代码说明如下：
字符显示流程如下图所示：
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