基于時(shí)代民芯SoC的MXT?RTOS51實(shí)時(shí)系統

MXT8051是北京時(shí)代民芯科技有限公司的一款高速單指令周期8051為核的SoC，集成有豐富的片上資源，包括大容量存儲空間32kBFlash和1kB XRAM ;數字部分包括3路PWM、串口UART、看門(mén)狗WDT、2個(gè)16位Timer、5個(gè)外部中斷源、RTC時(shí)鐘、內部OSC和外部時(shí)鐘可選等模塊;模擬部分包括4通道2kHz 10位AD轉換器、可編程增益放大器(PGA)、2個(gè)軌對軌 OP放大器、0.64V和0.98V參考電壓源輸出等模塊;此外還集成了4com*36seg LCD驅動(dòng)器。

MXT8051有PGA、OP、AD等諸多片上資源，使用這些資源只要在BSP包的文件SOC.h中作簡(jiǎn)單定義，編譯時(shí)由MCU_init()自動(dòng)完成片內相關(guān)寄存器的設定。圖1是該包中可編程增益放大器(PGA)和LCD驅動(dòng)定義的片段。

MXT8051豐富的片上資源以及大容量存儲空間32kBFlash和1kB XRAM能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)系統代碼裝載和系統對片外數據存儲器的容量要求。雖然該MCU內部RAM僅有128Bytes、也無(wú)非易失性存儲器，但量身定制的MXT?RTOS51仍能流暢運行，為其在嵌入式系統中的推廣應用提供了良好的軟件開(kāi)發(fā)平臺。

MXT?RTOS51實(shí)時(shí)系統，它包含了用作硬件boot的一個(gè)中間層、一個(gè)實(shí)時(shí)核和板上資源的驅動(dòng)程序。由于它的存在，用戶(hù)任務(wù)得到了實(shí)時(shí)性很好的管理，且代碼具有與硬件無(wú)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，便于產(chǎn)品的升級及軟件的維護和移植。

MXT?RTOS51 V0.3版本的文件結構如圖所示，共有RTOS、BSP和user三個(gè)文件夾，編譯后得到的執行文件MXTRTOS.hex 代碼長(cháng)度僅3246個(gè)字節。

實(shí)例一：倒計時(shí)器

　　實(shí)例一是在MXT?RTOS51 V0.3版本的模板上，添加一個(gè)軟定時(shí)任務(wù)，實(shí)現間隔時(shí)間為0.01秒的倒計時(shí)。其鍵盤(pán)具有定時(shí)數據輸入、計時(shí)開(kāi)始、暫停等功能;LCD屏上下兩排分別顯示設定值和剩余時(shí)間。本實(shí)例故意把定時(shí)任務(wù)的服務(wù)周期設為0.01秒，與系統一個(gè)“嘀嗒”10mS一樣以強化任務(wù)的負荷。實(shí)驗表明，在任務(wù)很繁重、共有五個(gè)任務(wù)并行運行的環(huán)境下，系統仍有很好的實(shí)時(shí)響應能力。

　　實(shí)例二：0.1℃分辨率的溫度計

　　實(shí)例二為“-20.0℃～80.0℃，0.1℃分辨率的溫度計”。該溫度計由一個(gè)PN結作為溫度傳感器，另加普通的金屬膜電阻構成測溫電橋(見(jiàn)圖5)。MXT8051內部運放OP0組成的恒流源向PN結供電，電橋各臂直接接在開(kāi)發(fā)板PGA輸入和片內參考電壓VREF2的插口，硬件結構十分簡(jiǎn)潔(見(jiàn)圖6)。

　　本例軟件是在MXT?RTOS51 V0.3版本的模板上添加一個(gè)測溫任務(wù)和若干用戶(hù)函數構成。由于使用片上可編程增益運放PGA，本溫度計的標定有條件采用軟件法。通過(guò)標定消除了橋臂電阻、PN結和參考電壓的離散性對測溫精度的影響，降低了對器件的要求，標定后實(shí)際測溫誤差小于0.5℃。

　　結語(yǔ)

　　MXT?RTOS51實(shí)時(shí)系統經(jīng)過(guò)多個(gè)實(shí)例和在無(wú)菌均質(zhì)器監控系統中的測試，已顯示出系統穩定性、健壯性和實(shí)時(shí)性好的優(yōu)勢。此外，由于本系統在SoC、目標板等硬件與用戶(hù)任務(wù)之間插入了BSP，實(shí)現了用戶(hù)代碼開(kāi)發(fā)的硬件無(wú)關(guān)性，為嵌入式產(chǎn)品日后的升級、軟件維護帶來(lái)了極大的便捷?？傊?，基于MXT?RTOS51平臺進(jìn)行嵌入式系統的開(kāi)發(fā)，可以取得事半功倍的效果。