基于RlTOS和ISP功能的數字儀表系統設計與實現

　　摘要：以Atmel公司的AT89S52型單片微控制器為對象，介紹基于RTOS(多任務實時操作系統)和ISP(在系統可編程)功能的數字儀表系統的軟硬件設計，同時給出硬件系統的組成和相關軟件編程的實現代碼。經某武器系統的調試試驗表明，該儀表系統具有顯示直觀、準確、可靠的優點。

    關鍵詞：RTOS；ISP；單片微控制器；液晶顯示模塊

引言

　　Atmel公司的控制器以其集成度高、在線調試方便等特點廣泛應用于工程實踐領域，文中以某武器系統的前期預研為背景，討論了數字儀表系統的軟硬件實現過程，其主要功能包含：實時采集配電箱系統的6路正負模擬電壓值及作戰環境溫度，并通過MSl2232B型液晶模塊動態式顯示。

1 軟件特性

　　隨著C語言在嵌入式系統中的廣泛運用，軟件系統的實時性、復雜性設計要求也越來越高，用通常的單任務無限循環結構與中斷服務子程序相配合的編程思想已難以完成相關的軟件設計或實現較為困難，RTOS(多任務實時操作系統)是現階段較為流行的處理方式。

    RTOS的基本設計思想是將多種系統輸入和處理要求，按功能做成不同的任務函數體，并分配適當的優先級，參考Windows系統的多線程處理機制，將CPU執行時間劃分成若干區段，每個任務函數體對應一個時間片段．在規定的時間內執行完后允許切換到另一個任務，因各時間段非常短，表現的是多任務實時處理特性。因為任務并非同時執行且具備跳轉特性，所以整個項目管理文件內可以有多個無限循環結構，且省略了main入口函數，這是RTOS最大的特色。文中以Keil集成開發環境為平臺，利用RTX5l Tiny版本來完成整個軟件設計過程。

　　ISP(在系統可編程)是一種適合Atmel系列器件的Flash技術，通過PC的LPT標準并行接口，能實時地將Intel格式的源程序代碼下載到微控制器的相應存儲區域。ISP的最大特點是簡化了調試過程，提高了軟件系統的可維護性，使其具備了在線升級特性。而且整個開發過程省去了反復插拔電路的操作。

2 系統硬件構成

　　本系統硬件主要包括如下幾個模塊：AT89S52型主控制器、ADC0809型模／數轉換、MSl2232B型液晶顯示器、溫度傳感器及語音報警等。其中AT89S52型微處理器主要完成外圍器件的硬件控制及相關數據解算，ADC0809采集6路模擬信號并輸入主控制器，MSl2232B完成數字及相關標識字符的顯示，配電系統的電壓波動超出預定指標時由語音模塊給出相應的報警信息。

2.1主控制器模塊

　　主控制器是Atmel公司生產的AT89S52型單片微控制器，與常規C51系列相比，其突出特點是具有8KB閃速式存儲器(降低了對外擴存儲器的要求)、256B RAM內存(可容納更多局部變量)、8個中斷源及ISP在線可編程特性。

2.2液晶顯示模塊

　　MSl2232B屬于圖形點陣系列的顯示器件，具有雙行顯示功能，其點陣結構為122