基于uC/OS-II的智能窗系統設計

本文討論了一種基于實時操作系統μC/OS-II的智能窗設計方法。

　　1系統功能

　　本系統功能如下：手動按鈕開關窗戶;紅外遙控窗戶的開關;雨天能夠自動把窗戶關閉;檢測到可燃氣體自動把窗戶打開;遇有盜情，會發出刺耳的報警聲，把窗戶關閉，并發送一條短消息給住戶。

　　2硬件設計

　　CPU的選擇是嵌入式系統開發的關鍵所在。本系統的CPU采用了ATMEL公司生產的AT89S51單片機。主要基于以下幾點考慮;相比其他CPU價格便宜;經過擴展后可以移植操作系統μC/OS-II;51單片機在國內研究的較早，技術成熟。系統還包括電源、存儲、按鍵、煤氣、濕度、盜情、電機等基本模塊。系統架構如圖1所示。

　　3軟件設計

　　3.1 μC/OS-II簡介

　　μC/OS-II是一個可移植(portable)、可固化的(rom-able)和占先式的(preemptive)實時內核，最多可以管理64個任務。μC/OS-II的源代碼公開，絕大部分代碼使用標準的ANSIC書寫，所以可以方便地移植到很多不同種類的處理器或控制器上。μC/OS-II中的任務包括休眠態、就緒態、運行態、掛起態和被中斷態5種狀態。

　　3.2軟件方案

　　3.2.1 設計思路簡介

　　本設計的軟件和以往設計的前后系統不同，采用了多任務機制來設計應用程序。CPU對大多數事件的處理都是放在任務中完成，而各個任務都是由對應的信號量激活的。信號量可以由任務或外中斷INT0來發送，各個任務和外中斷INT0之間的關系如圖2所示。

　　圖2中的箭頭代表向相應的任務發送相應的信號量，箭頭的起始端為信號量發送方，箭頭的末端為信號量的接收方。

　　3.2.2系統任務和資源分配

　　μC/OS-II是一個實時多任務操作系統，所以把系統軟件分割成多個任務，每個任務負責完成部分工作，系統功能由多個任務協作完成。任務分配方案的好壞將直接影響軟件的編寫的效率和性能。本系統的任務分配如表1所示。

　　在起始任務中建立了一系列信號量來協調各個任務的執行，各信號量的作用如表2所示。

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