基于Lonworks总线的嵌入式智能节点的设计

　　本文结合LonWorks现场总线的ShortStack技术和基于芯片MSP430F149上嵌入μcos_Ⅱ操作系统的开发的优点，使其应用于多用途智能节点的LON控制网络。应用程序被移植到目标平台。此外，对于这种嵌入式系统开发的基本方法也进行了分析。

　　1 前言

　　LonWorks现场总线是美国Echelon公司推出的局部操作网络，它具有统一性、开放性、互操作性及支持多种通信介质等优良性能,是当今最流行的现场总线之一。但是由于LonWorks控制节点的核心神经元芯片(Neuron Chip)的应用处理能力相对较弱，因而对于复杂的应用常使用主从处理器结构，主处理器完成用户的应用功能，而把Neuron芯片作为通信协处理器。由于可以提高了节点的处理能力，节省资金和开发时间，因此，具有多功能的通用嵌入式主处理器具有很好的应用前景。本文采用的MSP430F149主处理器是TI公司基具有较高的集成度的芯片,简化了应用系统的硬件设计,适合作为多用途智能节点。

　　2 ShortStack的介绍和实现

　　2.1 ShortStack的结构

　　ShortStack微服务器是Echelon公司提供的一套开发包，其结构图如下：

　　图1 ShortStack结构图

　　由图可看到，主处理器与ShortStack 微服务器通信通过ShortStack API函数来实现，通常使用其中的5个，lonInit()，lonEventHandler()，lonPropagateNv()，lonPollNv()和lonsendServicePin()。ShortStack Micro Server,运行ShortStack固件，运行LonTalk协议的1～6层;主处理器运行SCI串口驱动程序，运行ShortStack API函数，处理与Lonworks其他节点通信;主处理器应用部分调用ShortStack API函数。主处理器设备的接口支持文件，由Neuron C model file 通过使用ShortStack向导来产生，产生数据表定义网络变量和收发器参数。而Model file只需要声明网络变量NVs，配置属性CPs和功能模块FBs，因此，可以不需要熟悉Neuron C。

　　串行驱动程序为主处理器和从处理器之间提供一个独立的接口。整个串行驱动程序由两部分构成：上层驱动程序为主应用程序提供一个接口;底层驱动程序完成与神经元芯片的硬件接口。上层和底层驱动之间的数据交换通过缓冲队列完成。底层驱动程序与从处理器的通讯包括SCI上传和SCI下传两类，SCI上传是数据由神经元芯片上传到主处理器;SCI下传是数据由主处理器下传到神经元芯片。

　　2.2 ShortStack的软件实现

　　采用提供的Neuron C模板事例修改编写。主要修改ldvsci.h和ldvsci.c中与MSP430F149处理器相关的语句。

　　在ldvsci.h中，修改为：

　　#define ENABLE_RX_TX() (ME1 | = UTXE0+URXE0)

　　#define ENABLE_TX_ISR() (IE1 |= 0x80)