基于μCOS-Ⅱ系統(tǒng)的智能尋跡模型車的設計與實現(xiàn)

2 軟件系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
為使智能車在環(huán)境改變時做出更為及時準確的響應，在程序設計時應用μC／OS-Ⅱ系統(tǒng)。μC／OS-Ⅱ適合小型控制系統(tǒng)，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實時性能優(yōu)良和可擴展性強等特點，最小內(nèi)核可編譯至2 KB。μC／OS-Ⅱ的代碼是用C語言編寫，可以直接移植到有C語言編譯器的處理器上。移植主要都集中在多任務切換的實現(xiàn)上，由于這部分代碼用于保存和恢復CPU現(xiàn)場(即寫／讀相關寄存器)，不能用C語言，只能使用匯編語言完成，即編寫OS CPU A．S文件。另外還需要修改體系結(jié)構相關的OS CPU．H文件和用戶規(guī)定任務棧初始化結(jié)構的OS CPU C．C文件。
μC／OS-Ⅱ是采用的可剝奪型實時多任務內(nèi)核。可剝奪型的實時內(nèi)核在任何時候都運行就緒了的最高優(yōu)先級的任務。μC／OS-Ⅱ中最多可以支持64個任務，分別對應優(yōu)先級0～63，其中0為最高優(yōu)先級。在該系統(tǒng)設計中，共應用了7個優(yōu)先級，其中，操作系統(tǒng)建立任務，即Task Start()的優(yōu)先級最高。調(diào)度工作可以分為兩部分：最高優(yōu)先級任務的尋找和任務切換。
在該系統(tǒng)中，共定義了路徑識別、光電轉(zhuǎn)盤檢測等7個任務，控制器任務劃分及說明如表1所示。其調(diào)度和通信實現(xiàn)流程如下：系統(tǒng)執(zhí)行Task Start()，在初始化任務執(zhí)行完成后，利用μC／OS-Ⅱ的OSTaskDel()函數(shù)將這個任務返回并處于休眠狀態(tài)。此時，Task Po-sition Check()成為優(yōu)先級最高的任務，將會一直執(zhí)行。當Task Position Check()檢測到路徑有所改變，通過郵箱傳送數(shù)據(jù)到Task Control()，并由TaskControl()控制PWM波輸出的改變。任務Task Op-tical_Wheel()的優(yōu)先級稍低，同樣會一直執(zhí)行，即當任務Task_Optical_Wheel()檢測到黑白跳變時，任務中的變量加1，Task_Optical_Wheel()每隔1 s向任務Task_Path_Calculate()和Task_Speed_Calculate()發(fā)送1次消息，分別計算速度和已走的累加路程，控制器任務關系圖如圖4所示。