嵌入式实时操作系统μC／OS-II串口通信的设计与实现

2 硬件开发设计
2．1 硬件开发平台
以STM32V评估板为硬件开发平台，该评估板采用ST公司32位ARM微处理器STM32F103VB，该芯片最大时钟频率72 MHz，内置大容量存储器包括128 KB的高速Flash和20 K的SRAM，丰富的外设接口：80个高速I／O接口，3个USART，2个I2C，2个SPI，7通道的DMA，RTC等。STM32V开发板将这些外设接口全部引出，自带LCD液晶显示并集成调试工具，用户可方便设计、调试和查看程序运行结果等。评估板功能模块组成如图1所示，主要包括以下部分：模拟输入信号部分、跳线配置、USB电源供给、液晶显示、串口通信、CAN通信、复位／输入按钮、LED显示和SD卡存储。

2．2 通信电路
计算机与外界的信息交换称为通信。通信基本方式分为串行通信和并行通信两种。串行通信是指一个数据是逐位顺序传送的通信方式，串行通信有同步和异步两种基本的通信方式。
其中，同步通信是通过同步时钟来实现发送和接收数据的同步。而异步通信规定了字符数据的传送格式，即每个数据以相同的帧格式传送。每一帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。依据起始位在每个字符数据开始时使发送和接收同步，停止位则作为字符结束的标志。
PC机的串行通信接口采用的是EIA RS-232E标准串行通信协议。在本设计中，主控芯片STM32F103VB的接口采用TTL电平，规定0～0．8 V为“0”电平，2～5V为“1”电平，它不能直接与PC机标准串行通信接口连接，必须设计TTL电平到RS-232协议电平信号的转换电路。串口RS-232电平与STM32F103VB微处理器TTL电平转换由开发板上的ST3232完成，接口电路如图2所示。

3 软件开发设计
选择RealView MDK软件作为开发工具，它是针对各种嵌入式处理器开发的软件开发工具。与ARM之前的工具包ADS等相比，RealView编译器可将代码密度提高10％，性能改善20％，并且支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器。编程语言可以使用C或者C++语言，支持在线调试。
嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ可以管理256个任务，除了系统任务外，用户应用程序最多可以有248个任务，而中断嵌套的层数最多也可以到255层。任务创建过程包含了任务堆栈大小的设置、优先级分配以及在通信或保持同步过程中使用的信号量和邮箱。在STM32V评估板上通过RS232接口实现了评估板与PC机的通信，软件设计流程如图3所示，在完成相应的初始化之后，创建程序设计中用到的信号量和消息邮箱，紧接着需要创建应用任务，最后启动系统。