基于嵌入式技術(shù)的水泥回轉窯胴體溫度監測系統設計

3 嵌入式系統軟件設計
系統采用μC／OS-II操作系統作為應用軟件的平臺，可以避免傳統的前后臺程序設計時(shí)伴隨系統功能增加而造成程序編寫(xiě)量呈指數增加以及資源調度不當發(fā)生的死鎖現象，同時(shí)也提高了系統的實(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(kāi)放的嵌入式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統內核。其核心代碼結構簡(jiǎn)潔精練，具有足夠的穩定性和安全性。μC／OS-II的移植對處理器有一定的要求，比如必須具有響應中斷的能力，并具有開(kāi)關(guān)中斷的指令，處理器必須可支持一定數量的硬件堆棧，并且應該有對堆棧指令進(jìn)行讀／寫(xiě)操作的指令等。同時(shí)，移植時(shí)編譯器應該具有產(chǎn)生可重入代碼的能力。本設計所選用的處理器LPC2119以及開(kāi)發(fā)工具ADSl．2能滿(mǎn)足移植要求。μC／OS-II的文件系統結構包括核心代碼部分、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包括數據類(lèi)型定義、堆棧單位定義、堆棧增長(cháng)方向定義、關(guān)中斷和開(kāi)中斷宏定義等。
OS_CPU_C．C包含6個(gè)函數，其中，OSInetEnter()是任務(wù)堆棧初始化函數，是必需的，其他5個(gè)函數都是鉤子函數，可以為空。
OS_CPU_A．S這部分需要對處理器和寄存器進(jìn)行操作，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，包括四個(gè)函數：OSStartHighRdy()函數被OSStart()調用，使就緒的最高優(yōu)先級任務(wù)運行：OSCtwSw()在任務(wù)級切換函數中調用，保存任務(wù)環(huán)境變量，將當前SP存入TCB中，載入就緒最高優(yōu)先級任務(wù)的SP，中斷返回等；OSIntCtxSw()在退出中斷服務(wù)函數OSIntExit()中調用，實(shí)現中斷級任務(wù)的切換；OSTicklSR()是系統時(shí)鐘節拍中斷服務(wù)函數，它為內核提供時(shí)鐘節拍，頻率越高系統負荷越重；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(hù)任務(wù)設計
嵌入式系統中，合理的劃分任務(wù)及優(yōu)先級，不但能簡(jiǎn)化軟件設計的復雜性、任務(wù)調度的正確性，而且還能增強系統的穩定性、健壯性以及實(shí)時(shí)性。
本系統軟件主要功能有：a．回轉窯工況顯示：b．溫度數據關(guān)聯(lián)處理；c．窯同步信號采集；d．回轉窯胴體溫度掃描。
基于μC／OS-II實(shí)時(shí)操作系統，根據回轉窯胴體溫度監測系統的功能要求，劃分了任務(wù)以及優(yōu)先級，任務(wù)優(yōu)先級取偶數，為以后系統升級留下空間。如表1所示。