基于ARM的毫米波天线自动对准平台系统设计

　　2. 1 ARM 处理器简介

　　ARM 的32 位体系结构被公认为业界领先的32 位嵌人式RISC 处理器结构。LPC2294 是飞利浦公司生产的32 位ARM7TDMI S 微处理器，具有低功耗、低价格、高性能的特点。

　　2. 2 系统硬件结构设计

　　平台控制板的ARM 处理器采用LPC2294，其驱动电路由SGS 公司推出的L297 和L298 集成芯片组合而成，驱动电路原理图如图3 所示。平台控制板还通过串口与磁罗盘和GPS 相连，用于采集所需的数据信息。

　　显示控制单元仍然采用ARM 芯片LPC2294，它同时与键盘和液晶显示器相连，见图2。键盘用来输入己方和对方的坐标以及对平台系统控制命令的输入，液晶显示屏可显示站点坐标、电平信号强度和平台工作状态等，从而构造一个友好的人机交互界面。显示控制单元通过50 m 的电缆与平台系统相连，通过CAN 接口与平台控制板通信，当用户完成设置时通过CAN 接口将设置信息发送到平台控制器，同时显示控制单元还作为整套毫米波设备的基带控制单元的处理中心。

图3 步进电机控制驱动器原理图

　　3 软件设计

　　由于系统功能复杂，为了增加程序功能，减少死机或者程序跑飞等情况，故考虑将uC/ OS-Ⅱ嵌人式实时多任务操作系统作为应用软件平台，把各个系统功能划分为不同的任务。由操作系统来完成任务的调度以及任务之间的同步和通信，用中断来处理实时性要求强的异步事件。

　　3. 1 uC/ OS-Ⅱ的移植

　　uC/ OS-Ⅱ是一种可移植、可固化、可裁剪及可剥夺的实时多任务内核( RTOS)， 其绝大部分源码是用ANSI 的C 语言编写，可以方便地移植并支持多种类型的处理器。uC/ OS-Ⅱ的硬实时性以及低成本、易控制、小规模、高性能的特性，使其能满足工业中小型控制对可靠性、实时性以及多任务处理的要求。

　　编写应用软件首先要移植uC/ OS-Ⅱ，移植对处理器有一定的要求。本设计采用的LPC2294 处理器以及开发工具ADS 1. 2 完全满足移植要求，可以进行移植。关于uC/ OS-Ⅱ移植的参考资料比较多，本文不再做详细讨论。

　　3. 2 任务的划分与优先级的确定

　　uC/ OS-Ⅱ属于抢占式实时操作系统，总是会使处于就绪状态中优先级最高的任务运行。它不支持时间片轮转调度，所以必须将系统功能合理分解为不同优先级的任务。任务的优先级由任务的重要性和实时性要求程度决定。划分系统任务的时候，还要考虑到低优先级的任务能有机会得到运行，否则系统将难以正常工作。因此建立六个任务进行调度，任务之间的通信方式及流程如图4 所示，分别如下:

　　TaskMotorCt l：任务0，作为程序的主任务，实现初始化和电机控制功能；TaskCal：任务1，在电机转动过程中实时计算转动角度等相关参数；TaskPortScan：任务2，端口扫描任务，实现限位开关端口电平的监控功能；TaskU ART0Recv：任务3，串口0 磁罗盘数据的接收处理任务；TaskU ART 1Recv：任务4，串口1GPS 数据的接收处理任务；TaskCAN：任务5，CAN 接口数据收发处理。

图4 任务之间关系及通信方式