基于RlTOS和ISP功能的數字儀表系統設計與實(shí)現

　　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(wù)實(shí)時(shí)操作系統)和ISP(在系統可編程)功能的數字儀表系統的軟硬件設計，同時(shí)給出硬件系統的組成和相關(guān)軟件編程的實(shí)現代碼。經(jīng)某武器系統的調試試驗表明，該儀表系統具有顯示直觀(guān)、準確、可靠的優(yōu)點(diǎn)。

    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(xiàn)調試方便等特點(diǎn)廣泛應用于工程實(shí)踐領(lǐng)域，文中以某武器系統的前期預研為背景，討論了數字儀表系統的軟硬件實(shí)現過(guò)程，其主要功能包含：實(shí)時(shí)采集配電箱系統的6路正負模擬電壓值及作戰環(huán)境溫度，并通過(guò)MSl2232B型液晶模塊動(dòng)態(tài)式顯示。

1 軟件特性

　　隨著(zhù)C語(yǔ)言在嵌入式系統中的廣泛運用，軟件系統的實(shí)時(shí)性、復雜性設計要求也越來(lái)越高，用通常的單任務(wù)無(wú)限循環(huán)結構與中斷服務(wù)子程序相配合的編程思想已難以完成相關(guān)的軟件設計或實(shí)現較為困難，RTOS(多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統)是現階段較為流行的處理方式。

    RTOS的基本設計思想是將多種系統輸入和處理要求，按功能做成不同的任務(wù)函數體，并分配適當的優(yōu)先級，參考Windows系統的多線(xiàn)程處理機制，將CPU執行時(shí)間劃分成若干區段，每個(gè)任務(wù)函數體對應一個(gè)時(shí)間片段．在規定的時(shí)間內執行完后允許切換到另一個(gè)任務(wù)，因各時(shí)間段非常短，表現的是多任務(wù)實(shí)時(shí)處理特性。因為任務(wù)并非同時(shí)執行且具備跳轉特性，所以整個(gè)項目管理文件內可以有多個(gè)無(wú)限循環(huán)結構，且省略了main入口函數，這是RTOS最大的特色。文中以Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為平臺，利用RTX5l Tiny版本來(lái)完成整個(gè)軟件設計過(guò)程。

　　ISP(在系統可編程)是一種適合Atmel系列器件的Flash技術(shù)，通過(guò)PC的LPT標準并行接口，能實(shí)時(shí)地將Intel格式的源程序代碼下載到微控制器的相應存儲區域。ISP的最大特點(diǎn)是簡(jiǎn)化了調試過(guò)程，提高了軟件系統的可維護性，使其具備了在線(xiàn)升級特性。而且整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程省去了反復插拔電路的操作。

2 系統硬件構成

　　本系統硬件主要包括如下幾個(gè)模塊：AT89S52型主控制器、ADC0809型模／數轉換、MSl2232B型液晶顯示器、溫度傳感器及語(yǔ)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)數據解算，ADC0809采集6路模擬信號并輸入主控制器，MSl2232B完成數字及相關(guān)標識字符的顯示，配電系統的電壓波動(dòng)超出預定指標時(shí)由語(yǔ)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C51系列相比，其突出特點(diǎn)是具有8KB閃速式存儲器(降低了對外擴存儲器的要求)、256B RAM內存(可容納更多局部變量)、8個(gè)中斷源及ISP在線(xiàn)可編程特性。

2.2液晶顯示模塊

　　MSl2232B屬于圖形點(diǎn)陣系列的顯示器件，具有雙行顯示功能，其點(diǎn)陣結構為122