圖3 分布數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3.2 具體軟件設(shè)計(jì)流程

同步定時(shí)器每秒鐘產(chǎn)生一次中斷。作為同步時(shí)鐘，另一個(gè)定時(shí)器將一個(gè)同步周期劃分為幾個(gè)等時(shí)段，為工作周期。主從單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互相交換數(shù)據(jù)，在每一個(gè)系統(tǒng)周期內(nèi)將各自的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。為了預(yù)防發(fā)送時(shí)刻點(diǎn)的沖突，在配置信息中注明每個(gè)周期該單元的發(fā)送時(shí)刻。

系統(tǒng)有以下幾種狀態(tài):初始狀態(tài)、預(yù)同步狀態(tài)、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。
① 初始狀態(tài)：分布式系統(tǒng)上電后,主從單元進(jìn)入初始狀態(tài)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行初始化，注冊(cè)timer中斷和網(wǎng)絡(luò)中斷等。初始化后進(jìn)入預(yù)同步狀態(tài)。
② 預(yù)同步狀態(tài)：主要是每小時(shí)進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的測(cè)量，然后從端會(huì)將自己與主端的一次傳輸時(shí)延保存起來(lái)。
③ 實(shí)時(shí)工作狀態(tài)：預(yù)同步完畢后各單元進(jìn)入實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。一小時(shí)后又再次進(jìn)入預(yù)同步狀態(tài)。實(shí)時(shí)工作狀態(tài)將處理多個(gè)線程。

（1） 同步線程

① 主單元，將同步timer的周期置為1 s的同步約定周期，即每1 s產(chǎn)生1次中斷。主單元會(huì)在每秒到來(lái)時(shí)刻（中斷），發(fā)出同步包（syns）。
② 從端在接收到同步包后，調(diào)整定時(shí)器時(shí)鐘為同步包內(nèi)時(shí)刻與時(shí)延之和。

（2） 數(shù)據(jù)傳輸

線程系統(tǒng)在避開(kāi)同步階段的時(shí)刻進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，主要是根據(jù)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)工作周期的劃定。

（3） 數(shù)據(jù)采集和處理線程

由系統(tǒng)中各單元的各自任務(wù)來(lái)決定，不占用網(wǎng)絡(luò)。對(duì)傳感器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)也處理網(wǎng)絡(luò)傳送來(lái)的數(shù)據(jù)。

4 同步測(cè)試

在系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)下，驗(yàn)證其同步效果。由于同步定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖為一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘寬度（32 MHz）,不便于觀察。為了便于演示，主從端都在定時(shí)器產(chǎn)生的同步時(shí)鐘上升沿到達(dá)時(shí)將同步信號(hào)置1,主單元在發(fā)送完同步包后將同步信號(hào)置0；從單元?jiǎng)t在收到同步包后將同步信號(hào)置0。這樣得到的信號(hào)與定時(shí)器產(chǎn)生的同步時(shí)鐘是同頻的，只是放寬了脈沖寬度。同步效果如圖4所示。