基于μc/OS-II的多傳感器測控系統研究

3.2 μc/OS-II的移植

μC/OS-II是一種專門為微控制器設計的搶占式實時多任務操作系統,它以源代碼的形式給出。其內核主要提供進程管理、時間管理、內存管理等服務。系統最多支持56個任務,每個任務均有一個獨有的優先級。由于其內核為搶先式,所以總是處于運行態最高優先級的任務占用CPU。系統提供了豐富的API函數,實現進程之間的通信以及進程狀態的轉化。

μC/OS-II的軟件體系結構如圖4所示。從圖4中可以看到,如果要使用μC/OS-II, 必須為其編寫OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三個文件。這三個文件是與芯片的硬件特性有關的,它們主要提供任務切換與系統時鐘的功能。其它文件用C寫成,它們為系統提供任務管理、任務之間通信、時間管理以及內存管理等功能。

圖4 μC/OS-II 軟件體系結構示意圖

μC/OS-II系統時鐘：以凌陽SPCE061A單片機的TMB2時基信號作為系統時鐘,每經歷一個時鐘節拍的時間將產生一次中斷,在中斷服務子程序中會調用OSTickISR()函數。

移植工作的主要內容：用#define 設置一個常量值（OS_CPU.H）;聲明10個數據類型（OS_CPU.H）; 用#define 聲明3個宏（OS_CPU.H）；用C語言編寫6個簡單的函數（OS_CPU_C.C）；編寫4個匯編語言函數（OS_CPU_A.ASM）。

4 結論

μC/OS-II RTOS是當今嵌入式應用的熱點之一,應用RTOS提高了測控系統系統的可靠性、實時性,降低了研發周期。本文基于μC/OS-II構建的測控系統應用在漯河農業局2000萬公斤紅薯儲藏保鮮工程項目中,完全達到了設計的控制指標：溫度10-14℃±0.5℃ ,濕度80―95%RH±2%,氧濃度≮4.5%。降低了紅薯因為溫度濕度氧濃度不正常造成的變質,完好率100%,與不使用本系統的倉儲對比減少損耗25%,約500萬公斤,直接經濟效益500多萬元,同時也取得了較好的社會效益。另外,該系統具有較好的可擴展性,很容易擴展到其它對溫度、濕度或者氧濃度有一定要求的領域。經試驗,溫度測定范圍可以達到-20-85℃±0.5℃；濕度20―98%RH±2%；氧濃度≮1.5%。所以,該測控系統具有較廣的應用前景。

本文創新點：采用高性能SPCE061A單片機和高精度溫度傳感器、濕度傳感器和氧濃度傳感器，通過移植μC/OS-II多任務實時操作系統，構建了高精度、高可靠性的多傳感器嵌入式測控系統。實際工程應用表明，系統擴展性好、測控精度高、性能穩定。