[ZigBee] 16、Zigbee协议栈应用（二）——基于OSAL的无线控制LED闪烁分析（下）

说在前面：上一篇介绍了无线LED闪烁实现的OSAL部分，本篇介绍如何实现无线数据收发及数据处理：

上一篇是用SI跟着流程查看源码，我个人认为以架构的思维去了解代码能让人更清晰

 

：：ZMain.c程序入口文件

这里chipcon_cstartup.s51是汇编的启动文件，ZMain.c相当于main文件，里面有main函数：

int main( void )
{
    osal_int_disable( INTS_ALL );// Turn off interrupts         关中断
    HAL_BOARD_INIT();// Initialization for board related stuff such as LEDs
    zmain_vdd_check();// Make sure supply voltage is high enough to run   检查芯片是否上电正常
    InitBoard( OB_COLD );// Initialize board I/O  初始化I/O，LED，Timer等
    HalDriverInit();// Initialze HAL drivers 初始化硬件抽象层驱动模块
    osal_nv_init( NULL );// Initialize NV System 初始化flash存储器
    znpTestRF();// Initialize and check the ZNP RF Test Mode NV items. 
    ZMacInit();// Initialize the MAC  初始化MAC层
    zmain_ext_addr();// Determine the extended address  确定IEEE64位地址

#if defined ZCL_KEY_ESTABLISH
    zmain_cert_init();// Initialize the Certicom certificate information.
#endif

    zgInit();// Initialize basic NV items  初始化非易失变量

#ifndef NONWK
    afInit();// Since the AF isn't a task, call it's initialization routine
#endif

23     osal_init_system();// Initialize the operating system     初始化OS（重点介绍1）
    osal_int_enable( INTS_ALL );// Allow interrupts       使能中断
    InitBoard( OB_READY );// Final board initialization      最终板载初始化
    zmain_dev_info();// Display information about this device     显示设备信息（这里有LCD屏幕）

#ifdef LCD_SUPPORTED/* Display the device info on the LCD 将信息显示在LCD上*/
    zmain_lcd_init();      
#endif

#ifdef WDT_IN_PM1
    WatchDogEnable( WDTIMX );/* If WDT is used, this is a good place to enable it. */
#endif

36     osal_start_znp(); // No Return from here    执行操作系统（重点介绍2）

    return 0;  // Shouldn't get here.
} // main()

main主要是初始化，然后启动OS，进入大循环，根据任务优先级处理相应任务。

：：OSAL_SampleApp.c任务数组及任务初始化文件

上篇讲到main函数核心有：

初始化最核心的是OSAL任务初始化：（这里的tasksArr是所有任务的索引，后文还会介绍）

/*********************************************************************
 * GLOBAL VARIABLES
 */

// The order in this table must be identical to the task initialization calls below in osalInitTask.
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] =
{
    macEventLoop,
    nwk_event_loop,
    Hal_ProcessEvent,
#if defined( MT_TASK )
    MT_ProcessEvent,
#endif
    APS_event_loop,
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
    APSF_ProcessEvent,
#endif
    ZDApp_event_loop,
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
    ZDNwkMgr_event_loop,
#endif
22     SampleApp_ProcessEvent
};

const uint8 tasksCnt = sizeof( tasksArr ) / sizeof( tasksArr[0] );
uint16 *tasksEvents;

/*********************************************************************
 * FUNCTIONS
 *********************************************************************/

/*********************************************************************
 * @fn      osalInitTasks
 *
 * @brief   This function invokes the initialization function for each task.
 *
 * @param   void
 *
 * @return  none
 */
void osalInitTasks( void )
{
    uint8 taskID = 0;

    // 分配内存，返回指向缓冲区的指针
    tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
    // 设置所分配的内存空间单元值为0
    osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));

    // 任务优先级由高向低依次排列，高优先级对应taskID 的值反而小
    macTaskInit( taskID++ );  //macTaskInit(0) ，用户不需考虑
    nwk_init( taskID++ );     //nwk_init(1)，用户不需考虑
    Hal_Init( taskID++ );     //Hal_Init(2) ，用户需考虑
#if defined( MT_TASK )
    MT_TaskInit( taskID++ );
#endif
    APS_Init( taskID++ );      //APS_Init(3) ，用户不需考虑
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
    APSF_Init( taskID++ );
#endif
    ZDApp_Init( taskID++ );    //ZDApp_Init(4) ，用户需考虑
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
    ZDNwkMgr_Init( taskID++ );
#endif
    //用户创建的任务
66     SampleApp_Init( taskID );  // SampleApp_Init _Init(5) ，用户需考虑
}

：：SampApp.c文件APP任务实现文件

承接上面66行，SampleApp_Init( uint8 task_id )负责初始化本工程定制化任务无线LED闪烁相关的初始化工作：

void SampleApp_Init( uint8 task_id )
{ 
  SampleApp_TaskID = task_id;   //osal分配的任务ID随着用户添加任务的增多而改变
  SampleApp_NwkState = DEV_INIT;//设备状态设定为ZDO层中定义的初始化状态
  SampleApp_TransID = 0;        //消息发送ID（多消息时有顺序之分）
  
  // Device hardware initialization can be added here or in main() (Zmain.c).
  // If the hardware is application specific - add it here.
  // If the hardware is other parts of the device add it in main().

 #if defined ( BUILD_ALL_DEVICES )
  // The "Demo" target is setup to have BUILD_ALL_DEVICES and HOLD_AUTO_START
  // We are looking at a jumper (defined in SampleAppHw.c) to be jumpered
  // together - if they are - we will start up a coordinator. Otherwise,
  // the device will start as a router.
  if ( readCoordinatorJumper() )
    zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR;
  else
    zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER;
#endif // BUILD_ALL_DEVICES

//该段的意思是，如果设置了HOLD_AUTO_START宏定义，将会在启动芯片的时候会暂停启动
//流程，只有外部触发以后才会启动芯片。其实就是需要一个按钮触发它的启动流程。  
#if defined ( HOLD_AUTO_START )
  // HOLD_AUTO_START is a compile option that will surpress ZDApp
  //  from starting the device and wait for the application to
  //  start the device.
  ZDOInitDevice(0);
#endif

  // Setup for the periodic message's destination address 设置发送数据的方式和目的地址寻址模式
  // Broadcast to everyone 发送模式:广播发送
  SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)AddrBroadcast;//广播
  SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号
  SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF;//指定目的网络地址为广播地址

  // Setup for the flash command's destination address - Group 1 组播发送
  SampleApp_Flash_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddrGroup; //组寻址
  SampleApp_Flash_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号
  SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr = SAMPLEAPP_FLASH_GROUP;//组号0x0001

  // Fill out the endpoint description. 定义本设备用来通信的APS层端点描述符
  SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号
  SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;   //SampleApp 描述符的任务ID
  SampleApp_epDesc.simpleDesc
            = (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;//SampleApp简单描述符
  SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;    //延时策略

  // Register the endpoint description with the AF
  afRegister( &SampleApp_epDesc );    //向AF层登记描述符

  // Register for all key events - This app will handle all key events
  RegisterForKeys( SampleApp_TaskID ); // 登记所有的按键事件

  // By default, all devices start out in Group 1
  SampleApp_Group.ID = 0x0001;//组号
  osal_memcpy( SampleApp_Group.name, "Group 1", 7  );//设定组名
  aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group );//把该组登记添加到APS中

#if defined ( LCD_SUPPORTED )
  HalLcdWriteString( "SampleApp", HAL_LCD_LINE_1 ); //如果支持LCD，显示提示信息
#endif
}

上篇讲过OS启动后进入大循环，扫描当前优先级最高的任务执行！

其中若osal_run_task执行了本工程定制化任务的消息，通过调用tasksArr[idx]（上面 OSAL_SampleApp.c中讲的任务数组）就相当于调用了SampleApp_ProcessEvent函数，将消息传送给任务处理函数：

//用户应用任务的事件处理函数
uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
{
    afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;
    (void)task_id;  // Intentionally unreferenced parameter

    if ( events & SYS_EVENT_MSG ) //接收系统消息再进行判断
    {
        //接收属于本应用任务SampleApp的消息，以SampleApp_TaskID标记
        MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );
        while ( MSGpkt )
        {
            switch ( MSGpkt->hdr.event )
            {
            // Received when a key is pressed
16             case KEY_CHANGE://按键事件
                SampleApp_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys );
                break;

            // Received when a messages is received (OTA) for this endpoint
21             case AF_INCOMING_MSG_CMD://接收数据事件,调用函数AF_DataRequest()接收数据
                SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );//调用回调函数对收到的数据进行处理（1、数据发送函数）
                break;

            // Received whenever the device changes state in the network
26             case ZDO_STATE_CHANGE:
                //只要网络状态发生改变，就通过ZDO_STATE_CHANGE事件通知所有的任务。
                //同时完成对协调器，路由器，终端的设置
                SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);
                //if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)//实验中协调器只接收数据所以取消发送事件
                if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER) || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) )
                {
                    // Start sending the periodic message in a regular interval.
                    //这个定时器只是为发送周期信息开启的，设备启动初始化后从这里开始
                    //触发第一个周期信息的发送，然后周而复始下去
                    osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,
                                        SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,
                                        SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );
                }
                else
                {
                    // Device is no longer in the network
                }
                break;

            default:
                break;
            }

            // Release the memory 事件处理完了，释放消息占用的内存
            osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );

            // Next - if one is available 指针指向下一个放在缓冲区的待处理的事件，
            //返回while ( MSGpkt )重新处理事件，直到缓冲区没有等待处理事件为止
            MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );
        }

        // return unprocessed events 返回未处理的事件
        return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
    }

    // Send a message out - This event is generated by a timer
    //  (setup in SampleApp_Init()).
    if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )
    {
        // Send the periodic message 处理周期性事件，
        //利用SampleApp_SendPeriodicMessage()处理完当前的周期性事件，然后启动定时器
        //开启下一个周期性事情，这样一种循环下去，也即是上面说的周期性事件了，
        //可以做为传感器定时采集、上传任务
        SampleApp_SendPeriodicMessage();

        // Setup to send message again in normal period (+ a little jitter)
        osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,
                            (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );

        // return unprocessed events 返回未处理的事件
        return (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);
    }

    // Discard unknown events
    return 0;
}

接收函数：

//接收数据，参数为接收到的数据
void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )
{
    uint16 flashTime;
    byte buf[3];

    switch ( pkt->clusterId ) //判断簇ID
    {
    case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID: //收到广播数据
        osal_memset(buf, 0 , 3);
        osal_memcpy(buf, pkt->cmd.Data, 2); //复制数据到缓冲区中

        if(buf[0] == 'D' && buf[1] == '1')  //判断收到的数据是否为"D1"
        {
            HalLedBlink(HAL_LED_1, 0, 50, 500);//如果是则Led1间隔500ms闪烁
#if defined(ZDO_COORDINATOR) //协调器收到"D1"后,返回"D1"给终端，让终端Led1也闪烁
            SampleApp_SendPeriodicMessage();
#endif
        }
        else
        {
            HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);
        }
        break;

    case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID: //收到组播数据
        flashTime = BUILD_UINT16(pkt->cmd.Data[1], pkt->cmd.Data[2] );
        HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) );
        break;
    }
}

发送函数：

//分析发送周期信息
void SampleApp_SendPeriodicMessage( void )
{
    byte SendData[3] = "D1";

    // 调用AF_DataRequest将数据无线广播出去
    if( AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr,//发送目的地址＋端点地址和传送模式
 8                         &SampleApp_epDesc,//源(答复或确认)终端的描述（比如操作系统中任务ID等）源EP
 9                         SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, //被Profile指定的有效的集群号
10                         2,       // 发送数据长度
11                         SendData,// 发送数据缓冲区
12                         &SampleApp_TransID,     // 任务ID号
13                         AF_DISCV_ROUTE,      // 有效位掩码的发送选项
14                         AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )  //传送跳数，通常设置为AF_DEFAULT_RADIUS
    {
    }
    else
    {
        HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);
        // Error occurred in request to send.
    }
}

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