基于嵌入式技術(shù)的水泥回轉(zhuǎn)窯胴體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3 嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用μC／OS-II操作系統(tǒng)作為應(yīng)用軟件的平臺(tái)，可以避免傳統(tǒng)的前后臺(tái)程序設(shè)計(jì)時(shí)伴隨系統(tǒng)功能增加而造成程序編寫量呈指數(shù)增加以及資源調(diào)度不當(dāng)發(fā)生的死鎖現(xiàn)象，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。
3．1 μC／OS-II的移植
μC／OS-II是一個(gè)源碼開放的嵌入式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核。其核心代碼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔精練，具有足夠的穩(wěn)定性和安全性。μC／OS-II的移植對(duì)處理器有一定的要求，比如必須具有響應(yīng)中斷的能力，并具有開關(guān)中斷的指令，處理器必須可支持一定數(shù)量的硬件堆棧，并且應(yīng)該有對(duì)堆棧指令進(jìn)行讀／寫操作的指令等。同時(shí)，移植時(shí)編譯器應(yīng)該具有產(chǎn)生可重入代碼的能力。本設(shè)計(jì)所選用的處理器LPC2119以及開發(fā)工具ADSl．2能滿足移植要求。μC／OS-II的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括核心代碼部分、配置代碼部分、處理器相關(guān)代碼部分。其中處理器相關(guān)代碼部分是移植時(shí)需要修改的部分，它包括OS_CPU．H、OS_CPU_C．C、OS_CPU_A．S 3個(gè)文件，OC_CPU．H包括數(shù)據(jù)類型定義、堆棧單位定義、堆棧增長(zhǎng)方向定義、關(guān)中斷和開中斷宏定義等。
OS_CPU_C．C包含6個(gè)函數(shù)，其中，OSInetEnter()是任務(wù)堆棧初始化函數(shù)，是必需的，其他5個(gè)函數(shù)都是鉤子函數(shù)，可以為空。
OS_CPU_A．S這部分需要對(duì)處理器和寄存器進(jìn)行操作，用匯編語言編寫，包括四個(gè)函數(shù)：OSStartHighRdy()函數(shù)被OSStart()調(diào)用，使就緒的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)運(yùn)行：OSCtwSw()在任務(wù)級(jí)切換函數(shù)中調(diào)用，保存任務(wù)環(huán)境變量，將當(dāng)前SP存入TCB中，載入就緒最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的SP，中斷返回等；OSIntCtxSw()在退出中斷服務(wù)函數(shù)OSIntExit()中調(diào)用，實(shí)現(xiàn)中斷級(jí)任務(wù)的切換；OSTicklSR()是系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍中斷服務(wù)函數(shù)，它為內(nèi)核提供時(shí)鐘節(jié)拍，頻率越高系統(tǒng)負(fù)荷越重；使用硬件定時(shí)器作為時(shí)鐘中斷源，定時(shí)中斷頻率一般為10～100Hz。
3．2 用戶任務(wù)設(shè)計(jì)
嵌入式系統(tǒng)中，合理的劃分任務(wù)及優(yōu)先級(jí)，不但能簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、任務(wù)調(diào)度的正確性，而且還能增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、健壯性以及實(shí)時(shí)性。
本系統(tǒng)軟件主要功能有：a．回轉(zhuǎn)窯工況顯示：b．溫度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理；c．窯同步信號(hào)采集；d．回轉(zhuǎn)窯胴體溫度掃描。
基于μC／OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，根據(jù)回轉(zhuǎn)窯胴體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能要求，劃分了任務(wù)以及優(yōu)先級(jí)，任務(wù)優(yōu)先級(jí)取偶數(shù)，為以后系統(tǒng)升級(jí)留下空間。如表1所示。