嵌入式系统/ARM技术中的基于μC/OS-II的总线式数据采集系统的设计
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2020-10-22
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嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的基于技术中的基于μC/OS-II的总线式数据采集系统的总线式数据采集系统
的设计的设计
μC/OS-II 介绍 μC /OS-II是一个完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式实时多任务内核。μC/OS-II绝大
部分的代码是用ANSI的C语言编写的，包含一小部分汇编代码，使之可供不同架构的微处理器使用。至今，从8
位到64位，μC/OS-II已在超过40种不同架构上的微处理器上运行。μC/OS-II已经在世界范围内得到广泛应用，
包括很多领域， 如手机、路由器、集线器、不间断电源、飞行器、医疗设备及工业控制上。实际上，μC/OS-II
已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空管 理局（Federal Aviation Administration）的认证，可以用
在飞行器上。这说明
μC/OS-II 介绍介绍
μC /OS-II是一个完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式实时多任务内核。μC/OS-II绝大部分的代码是用ANSI的C语
言编写的，包含一小部分汇编代码，使之可供不同架构的微处理器使用。至今，从8位到64位，μC/OS-II已在超过40种不同架
构上的微处理器上运行。μC/OS-II已经在世界范围内得到广泛应用，包括很多领域， 如手机、路由器、集线器、不间断电
源、飞行器、医疗设备及工业控制上。实际上，μC/OS-II已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空管 理局（Federal
Aviation Administration）的认证，可以用在飞行器上。这说明μC/OS-II是稳定可靠的，可用于与人性命攸关的安全紧要
（safety critical）系统。除此以外，μC/OS-II 的鲜明特点就是源码公开，便于移植和维护。
μC/OS-II 是一种基于优先级的抢占式多任务实时操作系统，包含了实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步
（信号量，邮箱，消息 队列）和内存管理等功能。它可以使各个任务独立工作，互不干涉，很容易实现准时而且无误执行，
使实时应用程序的设计和扩展变得容易，使应用程序的设计过程大为减化。
1 总线式数据采集系统的组成与功能总线式数据采集系统的组成与功能
μC/OS-II采用总线巡检方式系统，硬件以模块化结构，实现32/64/128路模拟或数字量的集中监测，整机采用微机处理技
术和通信控制技术，并采用嵌入式内核，智能化程度高，工作性能稳定，测量精度高，通用性强。
1.1 系统组成系统组成
该系统的硬件组成如图1所示。
现场监测通道状态以总线方式,通过总线处理单元传送到中央控制单元进行数据采集与处理,其中MCU采用具有10位A/D转
换器的80C196KB。
1.2 系统功能系统功能
μC/OS-II可以对各通道的工作参数、状态进行即时修改设定,并可以通过面板LED实时显示32/64/128路通道的工作状态,同时
各通道的实时参数通过LCD进行逐屏显示。对发生报警的信道可以通过打印处理单元进行打印输出、声光报警及显示。
μC/OS-II采用总线巡检方式,对各信道工作状态进行远程数据采集并进行集中数据处理。为进一步满足智能化管理的需要,具有
和计算机通信的功能,可以实现监测数据的共享。同时,也可以通过计算机对各信道的工作状态进行设置,进一步增强了该系统的
智能化管理能力。
2 μC/OS-II在系统中的应用在系统中的应用
μC/OS-II是一个源码开放的实时内核,且又有许多成功的先例可供参考,可针对不同的MCU/MPU,通过条件编译裁减其内核
的大小,以满足系统要求。μC/OS-II是占先式内核,总是运行就绪条件下优先级最高的任务。最大可以管理64个任务,其中保留8
个给系统,故应用程序最多可以有56个任务。鉴于许多成功先例和系统成本,采用了80C196KB作为系统的MCU。通过实验,基本
满足了系统所要求的实时性。
2.1 开发实时内核的流程开发实时内核的流程
开发实时内核的流程如图2所示。
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