基于uC/OS-II的智能窗系統設計

本文討論了一種基于實(shí)時(shí)操作系統μC/OS-II的智能窗設計方法。

　　1系統功能

　　本系統功能如下：手動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)窗戶(hù);紅外遙控窗戶(hù)的開(kāi)關(guān);雨天能夠自動(dòng)把窗戶(hù)關(guān)閉;檢測到可燃氣體自動(dòng)把窗戶(hù)打開(kāi);遇有盜情，會(huì )發(fā)出刺耳的報警聲，把窗戶(hù)關(guān)閉，并發(fā)送一條短消息給住戶(hù)。

　　2硬件設計

　　CPU的選擇是嵌入式系統開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵所在。本系統的CPU采用了ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S51單片機。主要基于以下幾點(diǎn)考慮;相比其他CPU價(jià)格便宜;經(jīng)過(guò)擴展后可以移植操作系統μC/OS-II;51單片機在國內研究的較早，技術(shù)成熟。系統還包括電源、存儲、按鍵、煤氣、濕度、盜情、電機等基本模塊。系統架構如圖1所示。

　　3軟件設計

　　3.1 μC/OS-II簡(jiǎn)介

　　μC/OS-II是一個(gè)可移植(portable)、可固化的(rom-able)和占先式的(preemptive)實(shí)時(shí)內核，最多可以管理64個(gè)任務(wù)。μC/OS-II的源代碼公開(kāi)，絕大部分代碼使用標準的ANSIC書(shū)寫(xiě)，所以可以方便地移植到很多不同種類(lèi)的處理器或控制器上。μC/OS-II中的任務(wù)包括休眠態(tài)、就緒態(tài)、運行態(tài)、掛起態(tài)和被中斷態(tài)5種狀態(tài)。

　　3.2軟件方案

　　3.2.1 設計思路簡(jiǎn)介

　　本設計的軟件和以往設計的前后系統不同，采用了多任務(wù)機制來(lái)設計應用程序。CPU對大多數事件的處理都是放在任務(wù)中完成，而各個(gè)任務(wù)都是由對應的信號量激活的。信號量可以由任務(wù)或外中斷INT0來(lái)發(fā)送，各個(gè)任務(wù)和外中斷INT0之間的關(guān)系如圖2所示。

　　圖2中的箭頭代表向相應的任務(wù)發(fā)送相應的信號量，箭頭的起始端為信號量發(fā)送方，箭頭的末端為信號量的接收方。

　　3.2.2系統任務(wù)和資源分配

　　μC/OS-II是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統，所以把系統軟件分割成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)負責完成部分工作，系統功能由多個(gè)任務(wù)協(xié)作完成。任務(wù)分配方案的好壞將直接影響軟件的編寫(xiě)的效率和性能。本系統的任務(wù)分配如表1所示。

　　在起始任務(wù)中建立了一系列信號量來(lái)協(xié)調各個(gè)任務(wù)的執行，各信號量的作用如表2所示。

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