使用 NanoJ 编程

NanoJ 程序以 1 ms 脉冲的周期循环接收计算时间（见下图）。由于计算时间在固件中断和系统函数中有所损耗，仅有约 30% – 50% 的计算时间可用于用户程序（取决于工作模式和应用）。在此时间内，用户程序必须运行此循环，并完成循环或通过调用 yield() 函数生成计算时间。在前一种情况下，用户程序将在下一个 1 ms 循环开始时重启；后者则会使程序使用 yield() 函数的相关命令继续进行下一个 1 ms 循环。

如果 NanoJ 程序需要的时间多于分配时间，则程序将结束，并将故障代码存储到对象目录。

NanoJ 程序可能通过多种方式与控制器通信：

• 使用 PDO 映射读取和写入 OD 值
• 使用系统调用直接读取和写入 OD 值
• 调用其他系统调用（如写入调试输出）

通过 PDO 映射以变量形式提供用户程序的 OD 值。用户程序收到 1 ms 时间片之前，固件将这些值从对象目录传送到用户程序的变量中。用户程序收到计算时间后，可立即将这些变量作为常规 C 变量进行操作。在时间片结束时，固件会自动将新值复制回相应的 OD 条目。

为了优化性能，定义了三种映射类型：输入、输出以及输入/输出（In、Out、InOut）。

• 输入映射只能被读取；不会被传送回对象目录。
• 输出映射只能被写入。
• 而输入/输出映射则可被读取和写入。

可通过 GUI 读取和检查对象 2310_h、2320_h 和 2330_h 的设定映射。每个映射最多可以包含 16 个条目。

在 NanoJEasy 中通过链接器部分的规范控制将变量存储在输入、输出或数据范围中。

执行循环时，NanoJ 程序基本包含以下三个有关 PDO 映射的步骤：

1. 从对象目录读取值并将其复制到输入和输出区
2. 执行用户程序
3. 将数据从输出和输入区复制回对象目录

复制过程的配置基于 CANopen 标准。

此外，还可通过系统调用访问对象目录的值。这通常比较慢；因此首选映射。映射数量是有限的（In/Out/InOut 中各 16 个条目）。

在NanoJ 程序中的系统调用一章中列出了可用的系统调用。

用户程序至少包含两条指令：

• 预处理器指令 #include "wrapper.h"
• void user(){} 函数

要执行的代码可存储在 void user() 函数中。

示例：

在 void user() 函数中初始化全局变量：

unsigned int i; 
void user(){
 i = 1;
 i += 1; 
} 

以下分配不正确：

unsigned int i = 1;
 void user() {
 i += 1; 
} 

此示例显示了在对象 2500_h:01_h 中对方波信号进行编程。

// file main.cpp
map S32 outputReg1 as inout 0x2500:1
#include "wrapper.h"

// user program
void user()
{
  U16 counter = 0;
  while( 1 ) 
  {
    ++counter; 

    if( counter < 100 )
     InOut.outputReg1 = 0;
    else if( counter < 200 )
      InOut.outputReg1 = 1;
    else
      counter = 0;

    // yield() 5 times (delay 5ms)
    for(U08 i = 0; i < 5; ++i )
      yield();
  }
}// eof

如需查看其他示例，请访问：cn.nanotec.com。

映射声明的结构如下：

map <TYPE> <NAME> as <input|output|inout> <INDEX>:<SUBINDEX>

其中：

• <TYPE> 

  变量的数据类型；U32、U16、U08、S32、S16 或 S08。

• <NAME>

  在用户程序中使用的变量名称。

• <input|output|inout> 

  变量的读写权限：可将变量声明为输入、输出或 inout。这定义了变量是否可读（输入）、可写（输出）或可读写 (inout)，同时定义了在程序中对其进行寻址时必须使用的结构。

• <INDEX>:<SUBINDEX> 

  要在对象目录中映射的对象的索引和子索引。

根据定义的写入和读取方向，在用户程序中通过以下三种结构之一对每个声明的变量进行寻址：In、Out 或 InOut。

映射示例以及相应的变量访问：

map U16 controlWord as output 0x6040:00
map U08 statusWord as input 0x6041:00
map U08 modeOfOperation as inout 0x6060:00

#include "wrapper.h"

void user()
{
  [...]
  Out.controlWord = 1;
  U08 tmpVar = In.statusword;
  InOut.modeOfOperation = tmpVar;
  [...]
}

错误可能来自使用对象目录中对象的 od_write() 函数（参见NanoJ 程序中的系统调用）进行的写入访问，此函数同时创建为映射。以下代码不正确：

map U16 controlWord as output 0x6040:00
#include " wrapper.h"
void user()
{
 [...]
  Out.controlWord = 1;
  [...]
  od_write(0x6040, 0x00, 5 ); // der Wert wird durch das Mapping überschrieben
  [...]
}

od_write(0x6040, 0x00, 5 ); 命令所在的行不起作用。如简介中所述，在每一毫秒结束时，会将所有映射复制到对象目录。

这将导致以下结果：

1. od_write 函数将值 5 写入对象 6040_h:00_h。
2. 在 1 ms 循环结束时，映射也指定了对象 6040_h:00_h，但写入值 1。
3. 因此，从用户的角度来看，od_write 命令没有任何用途。

无效 od_write（U32 索引、U32 子索引、U32 值）

此函数将传送的值写入对象目录中的指定位置。

U32 od_read（U32 索引、U32 子索引）

此函数读取对象目录指定位置的值，并返回该值。

while (od_read(2400,2) != 0) // wait until 2400:2 is set
{ yield(); }

void yield() 

此函数将处理器时间返回操作系统。在下一个时间片中，程序将在调用后的位置继续执行。

void sleep (U32 ms)

此函数将处理器时间按指定的毫秒数返回操作系统。然后用户程序在调用后的位置继续执行。