电能电流电压采集程序

### 电能电流电压采集程序的关键知识点 #### 一、改进型时间触发嵌入式系统编程模式概述 本文档探讨了一种改进的时间触发嵌入式系统编程模式，旨在解决资源受限的小型嵌入式系统（如单片机系统）中的多任务处理问题。这种模式特别适用于那些无法使用实时操作系统（RTOS）的情况，比如由于成本限制导致系统资源极为有限的情形。 #### 二、传统编程结构及其局限性 - **前后台结构**：也称为“超级循环结构”，这是一种基于事件触发的编程方式。在没有RTOS的情况下，大多数嵌入式软件都采用了这种结构。然而，当系统功能较为复杂或中断数量较多时，该结构会使程序变得非常复杂，并且降低了系统的可预测性。 - **时间触发的编程方式**：Michael J. Pont提出的“基于时间触发的编程模式”能够降低CPU负载，减少存储器使用，并提高系统行为的可预测性，同时简化程序结构。但当不同任务之间的时间需求差异较大时，该模式难以提供简单的解决方案。 #### 三、改进型时间触发嵌入式系统编程模式详解 改进后的模式通过对基于时间触发的合作式调度器进行优化，使得多任务编程更加高效且易于实现。这种改进主要体现在以下几个方面： - **统一且有效的编程模式**：改进后的模式更适应于资源和成本受限的小型嵌入式系统，提供了一种统一且有效的编程模式。 - **增强的任务调度灵活性**：解决了原始模式在处理不同时间需求任务时的局限性，增强了任务调度的灵活性。 - **提高系统可预测性和稳定性**：通过精确控制任务的执行时间，提高了系统的可预测性和稳定性。 - **减少资源消耗**：相较于使用RTOS，改进后的模式能够在资源极其有限的情况下更好地管理任务，减少了对RAM和ROM的需求。 - **清晰简单的程序结构**：改进后的编程模式使得程序结构更加清晰简单，便于维护和扩展。 #### 四、具体应用场景分析 文档中提到的实际应用场景——壁挂式智能配电仪表的设计，提供了具体的任务需求示例。例如： - 每半秒对前显示屏的显示数据进行一次刷新。 - 每0.1秒对数字输入/输出（DI/DO）进行一次刷新。 - 每0.2秒对键盘进行一次扫描。 - 每半秒对测量数据进行一次重新采集和计算。 - 异步串行口与上位机使用Modbus通信，最高19200bps。 - CPU通过IIC总线与时钟芯片和EEPROM通信。 - CPU通过SPI总线与LED数码管及采集芯片通信。 - CPU要对所采集的6路信号进行FFT变换。 - 当系统掉电时，CPU要能快速响应以把当前的电度底数写入EEPROM中。 这些任务中有强实时性的需求，例如异步串行通信和掉电响应，必须得到及时处理；而其他任务则需要在指定的周期内执行即可。对于特定的任务（如FFT变换），需要根据其特性采取特殊的处理策略。 #### 五、结论 改进型时间触发嵌入式系统编程模式通过优化任务调度机制，为资源受限的小型嵌入式系统提供了一种高效、灵活且易于实现的多任务处理方案。这种方式不仅能够满足强实时性的需求，还能有效处理具有特定时间要求的任务，从而提高了整个系统的稳定性和可靠性。对于嵌入式开发者来说，了解并掌握这一模式对于开发高性能、低功耗的嵌入式系统具有重要意义。