Cortex-M3平台上lwIP+AJAX的Web嵌入式应用

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系统软件设计

整个系统软件基于FreeRTOS实时操作系统开发，TCP/IP协议栈采用精简高效的lwIP进行实现。系统软件框架如图5所示。　　

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FreeRTOS系统配置

FreeRTOS预先固化在LM3S9D96的ROM中，提供了一种独特的方式快速开发可靠的高度集成的嵌入式系统。本系统中FreeRTOS运行参数须配置如下：

static xPORT_INIT_PARAMETERS g_sFreeRTOSPortInit ={
　　80000000, // System clock rate.
　　1000/portTICK_RATE_MS, // Scheduler tick rate.
　　FreeRTOSTaskDeleteHook, // Task delete hook.
　　FreeRTOSErrorHook, // Error hook.
　　FreeRTOSIdleHook, // Idle hook.
　　0, // System stack location.
　　0, // System stack size.
　　0 // Vector table base.
　　};

系统引导程序startup_ccs.c中，须配置NmiSR和FaultISR处理函数。

#pragma DATA_SECTION(g_pfnVectors, ".intvecs")
　　void (* const g_pfnVectors[])(void) =
　　{
　　(void (*)(void))((unsigned long)&__STACK_TOP), // The initial stack pointer
　　ResetISR, // The reset handler
　　NmiSR, // The NMI handler
　　FaultISR, // The hard fault handler
　　IntDefaultHandler, // The MPU fault handler
　　……..
　　}

与FreeRTOS相关的三个处理函数入口地址须在\SafeRTOS\ SafeRTOS_API.h中指定：

#define vFreeRTOS_PendSV_Handler_Address ( 0x02000fdd )
　　#define vFreeRTOS_SVC_Handler_Address ( 0x02000f45 )
　　#define vFreeRTOS_SysTick_Handler_Address ( 0x02001175 )

此外，FreeeRTOS需要占用0x20C bytes RAM，可选择0x20000000—0x2000020C RAM区预留给内核kernel使用，在CCS工程配置文件xx.cmd文件中做如下配置：

#define APP_BASE 0x00000000
　　#define RAM_BASE 0x20000210
　　MEMORY
　　{
　　FLASH (RX) : origin =APP_BASE, length =0x00080000 //Application stored in and executes from //internal flash
　　SRAM (RWX) : origin =RAM_BASE, length =0x00017df0 //Application uses internal RAM for data
　　}
　　lwIP移植

　　lwIP移植涉及的主要过程如下：

(1)在/ports目录下，增加对stellaris LM3S9D96的MAC层驱动实现

stellarisif.h/stellarisif.c：实现与lwIP网络驱动接口，此代码从lwIP的“ethernetif.c”衍射出来，重要函数有stellarisif_init()，stellarisif_receive()，stellarisif_output()，stellarisif_interrupt()，及stellarisif_transmit();

sys_arch.h/sys_arch.c：实现sys_init()，sys_arch_thread()，sys_arch_timeouts及信号量，邮箱等功能。

perf.h/perf.c：主要实现perf_init()函数。

cc.h：一些与CPU或编译器相关的定义，如数据长度、字的高低位顺序等。

(2)在/apps增加lwIP抽象应用层API

RAW API进行TCP/IP编程，为提高程序可读性及设计方便，对lwIP TCP/IP库函数进行抽象、封装，提供应用层方便简捷的API，此部分包括以下文件中实现：

lwiplib.h/lwiplib.c：包括核心封装有：lwIPInit()，lwIPPrivateInit()，lwIPInterruptTask()，lwIPEthernetIntHandler()，lwIPPrivateNetworkConfigChange()。

以上二步的源代码，均可在TI网站上下载到示例源代码文件。

AJAX动态网页设计

基于AJAX的动态网页设计可分成前台、后台二部分来实现。

前台包括(1)AJAX脚本设计，完整代码见附件ajax.js;(2)HTML网页设计，可借助专业的网页开发工具如Dreamware8.0进行设计，完整代码见附件index.htm。代码关键地方均给出了注释，index.htm网页通过调用ajax.js中的function ajax(url)方法创建一个ajax对象PlantRT.xml，并进行必要的初始化：使用GET方式，关联事件为function updateRTStatus(xml,e)，页面刷新周期5s。在function updateRTStatus(xml,e)中，通过调用ajax.js中的getXMLValue(xmlData, field)方法获得服务器的响应值。主页面Index网页效果如图5所示。　　

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后台则包括服务器httpd程序设计，通过httpd响应前台index.htm网页请求。具体在Lwip/apps/httpserver_raw/fs.c中的struct fs_file *fs_open(char *name)函数中，增加对/PlantRT.xml请求的响应，详细软件可参考附件III服务器代码段部分。

　　将制作好的网页index.htm及AJAX代码ajax.js，样式mchp.css及logo图片sjtulogo.png等网页文件，通过TI提供的makefsfile.exe(此软件可在TI网站上下载)软件转换成webhtml.h文件，将此webhtml.h添加到整个软件工程中并编译整个工作软件，编译完成后下载到LM3S9D96中，即可实现嵌入式平台下的AJAX动态网页刷新。若要实现通过手机浏览index.htm的支持，只需要在设计样式mchp.css时考虑网页的缩放比例即可。