基于RlTOS和ISP功能的數(shù)字儀表系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

　　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(tǒng))和ISP(在系統(tǒng)可編程)功能的數(shù)字儀表系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，同時給出硬件系統(tǒng)的組成和相關(guān)軟件編程的實現(xiàn)代碼。經(jīng)某武器系統(tǒng)的調(diào)試試驗表明，該儀表系統(tǒng)具有顯示直觀、準確、可靠的優(yōu)點。

    關(guān)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(diào)試方便等特點廣泛應用于工程實踐領(lǐng)域，文中以某武器系統(tǒng)的前期預研為背景，討論了數(shù)字儀表系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)過程，其主要功能包含：實時采集配電箱系統(tǒng)的6路正負模擬電壓值及作戰(zhàn)環(huán)境溫度，并通過MSl2232B型液晶模塊動態(tài)式顯示。

1 軟件特性

　　隨著C語言在嵌入式系統(tǒng)中的廣泛運用，軟件系統(tǒng)的實時性、復雜性設(shè)計要求也越來越高，用通常的單任務無限循環(huán)結(jié)構(gòu)與中斷服務子程序相配合的編程思想已難以完成相關(guān)的軟件設(shè)計或?qū)崿F(xiàn)較為困難，RTOS(多任務實時操作系統(tǒng))是現(xiàn)階段較為流行的處理方式。

    RTOS的基本設(shè)計思想是將多種系統(tǒng)輸入和處理要求，按功能做成不同的任務函數(shù)體，并分配適當?shù)膬?yōu)先級，參考Windows系統(tǒng)的多線程處理機制，將CPU執(zhí)行時間劃分成若干區(qū)段，每個任務函數(shù)體對應一個時間片段．在規(guī)定的時間內(nèi)執(zhí)行完后允許切換到另一個任務，因各時間段非常短，表現(xiàn)的是多任務實時處理特性。因為任務并非同時執(zhí)行且具備跳轉(zhuǎn)特性，所以整個項目管理文件內(nèi)可以有多個無限循環(huán)結(jié)構(gòu)，且省略了main入口函數(shù)，這是RTOS最大的特色。文中以Keil集成開發(fā)環(huán)境為平臺，利用RTX5l Tiny版本來完成整個軟件設(shè)計過程。

　　ISP(在系統(tǒng)可編程)是一種適合Atmel系列器件的Flash技術(shù)，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(qū)域。ISP的最大特點是簡化了調(diào)試過程，提高了軟件系統(tǒng)的可維護性，使其具備了在線升級特性。而且整個開發(fā)過程省去了反復插拔電路的操作。

2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　本系統(tǒng)硬件主要包括如下幾個模塊：AT89S52型主控制器、ADC0809型模／數(shù)轉(zhuǎn)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(guān)數(shù)據(jù)解算，ADC0809采集6路模擬信號并輸入主控制器，MSl2232B完成數(shù)字及相關(guān)標識字符的顯示，配電系統(tǒng)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(chǎn)的AT89S52型單片微控制器，與常規(guī)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(nèi)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(jié)構(gòu)為122