利用共用体和位域实现数据交流与传递

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1、【欲投栏目：软件时空】利用共用体和位域实现数据交流与传递ExchangeandTransferDataUsingBitFieldandUnion11(1.长春光学精密机械与物理研究所)王丽秋李雪雷WangLiQiuLiXueLei摘要：针对某大型光电测控设备的中央控制台所面对的数据处理任务，提出了如何利用共用体和位域建立数据平台的程序设计方法。介绍了大型光电测控设备的结构，分析了中央控制台的数据处理任务和数据流,并详细介绍了具体的设计方法。实践证明，该设计占用内存最小、程序运行速度快、便于系统升级和维护，可以满足设计要求，具有解决同类问

2、题的通用性。关键词：数据平台；工程应用；C＋＋中图分类号：TP311.11文献标识码：BAbstract:Aimingatthedataprocessingtaskinthecentralconsoleofacertainlarge-scaleequipmentforphoto-electronicmeasure,aprogrammingmethodabouthowtoestablishdataplatformusingtheBitFieldandUnionwasdiscussed.Configurationofthelarge-sca

3、leequipmentforphoto-electronicmeasurewasintroduced.Thedataprocessingandthedatastreamofthecentralconsolewasanalyzed.Theprogrammingmethodwasdetailedintroduced.Practiceshowsthat,thismethodhasminimalmemoryrequiredwhichmakestheprogramrunfaster,anditwasgoodatprogressingandmain

4、tenancealso.Therefore,themethodcanmeetsthedesignrequirementsandcansolvesthesameproblems.Keywords:Dataplatform;Engineeringapplication;C++1.引言[1]我所某大型光电测控设备，用于对空间光学目标的自动跟踪与测量，该设备由多个系统组成，每个系统都有各自的测控任务并返回测量结果，这些任务和结果以数据的形式汇总到中央控制台上，由中央控制台实时地完成信息的提取、运算、交换、终端显示以及数据分发等，因此，如何有效利

5、用资源，完成与其它各系统之间的数据交流与传递，是中央控制台的主要任务。中央控制台主机选用Digic－Logic公司的PC/104嵌入式计算机单板，工作在DOS操作系统下，主程序在TC3.0编译环境下使用C++语言编程。2.系统组成及通讯协议为实现对空间光学目标的自动跟踪与测量，大型光电测控设备根据任务分工不同，由电机控制系统、光学控制系统、光学测量系统、激光测距系统、编码器系统、时统系统、机上监控以及中央控制台等系统组成，其结构如图1所示。MM光学系统及其传动机构激光器测量结果电机驱动电路闭环控制激光测距系统机上监控光学控制系统光学测量

6、系统电机控制系统通讯总线角度信息时间信息角度信息时统系统中央控制台编码器图1大型光电测控设备系统结构图-1-[1]中央控制台与其它各系统之间通过串行接口，按设定的通信协议传递信息。在每一帧同步时间间隔内，各系统向中央控制台发送数据，中央控制台实时接收来自各系统的数据并[2]在当帧向各系统回送相应的数据。数据通讯格式如图2所示，图中T为帧间隔，L1-L5为中央控制台接收到的来自各系统的数据长度，L6-L10为中央控制台返回各系统的数据长度。T同步时间L1接收数据1L2接收数据2L3接收数据3L4接收数据4L5接收数据5L6发送数据1L7发

7、送数据2L8发送数据3L9发送数据4L10发送数据5图2数据通讯格式3.问题分析中央控制台与各系统之间传递的数据中含有大量的信息，这些信息来源不同，所代表的意义不同，并且交互参杂，因此结构多样、长度不一,有些信息以字节为单位定义，有些信[3]息则以位为单位定义，例如当定义激光测距系统的通信协议时，使用某个字节来表示距离返回值，使用另一个字节的某一个位来表示其工作状态，定义该位为‘0’时表示系统工作正常，为‘1’时表示系统发生故障，等等；根据需要，有些信息以不同的形式出现在多个系统的通信协议中；另外，信息的传输方向是不定的，有时作为输入数

8、据被中央控制台接收，[3]有时作为输出数据被中央控制台发送，例如编码器测量的角度信息由编码器系统发送给中央控制台，同时又发送给电机控制系统作为其电机闭环控制的反馈信息，而中央控制台又将角度信息转发给机上监控