精品视频一区二区观看,欧美一区二区视频三区,日韩一区二区三区不卡,欧美中文综合在线视频,欧美综合网亚洲综合网

1引言
隨著嵌入式系統(tǒng)EOS應用的日益廣泛，控制系統(tǒng)的規(guī)模和難度也隨之加大，對嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)效率的要求也越來越高，像Ficos,Linux,RTX等，尤其RTX和acos更加突出其實時性，在稱重控制行業(yè)，越來越多的稱重控制儀表都采用嵌入式操作系統(tǒng)，在沒有操作系統(tǒng)支持的情況下，多任務調度成為單片機應用系統(tǒng)構造上的重要難題叫比起傳統(tǒng)在單片機上運行程序，它的運行效率更高，穩(wěn)定性更好，實時性更好，同時也便于對產品軟件進行維護，相比傳統(tǒng)單片機裸奔，運用RTX開發(fā)稱重控制儀表具有如下幾個優(yōu)點：
•可搶占的任務調度——根據需要進行調用，從而確保了更好的程序流和稱重事件響應；
•多任務——任務調度會產生同時執(zhí)行多個任務的效應；
•確定性的行為——在定義的時間內處理事件和中斷；
•較短的ISR——實現更加確定的中斷行為；
•任務間通信——管理多個任務之間的數據、內存和硬件資源共享，如見圖1所示；
•自定義的堆棧使用——每個任務分配一個定義的堆?？臻g，從而實現可預測的內存使用；
•系統(tǒng)管理——可以專注于應用程序開發(fā)而不是資源管理(內務處理)。

圖1任務內存分配

2RTX內核簡介及稱重儀表的原理
2.1RTX內核構架
IRTX定性為實時操作系統(tǒng)RTOS,適用于中斷的嵌套；
•互斥事件Mutex,當共享內部資源時，設置互斥標志，可以防止共享沖突；
•內存分頻MemoryPool,任務通過調用內存管理，分配和釋放內存，節(jié)約空間；
•郵箱管理Mailbox,可通過郵箱管理，在任務與任務間進行數據交互；
•延時間隔Delay&Interval,通過延時間隔調用，提高運行的實時性；
•事件信號Event&Semaphore,實現任務間的等待執(zhí)行。
2.2稱重儀表原理
稱重儀表如圖3所示的部件主要完成稱重數據采集、稱重數據顯示、參數存儲、按鍵輸入、任務調度Scheduler,完成任務間的切換和ARM核和Cortex-M3內核的設備。內核處理包含還包含串口通訊、10控制、打印輸出等一系列任務，這些任務的執(zhí)行都有一套參考標準，即必須嚴格按照GB/T7724-2008《電子稱重儀表》冏和GB/T23111-2008《非自動衡器》回來處理數據。下面對框圖的功能模塊作分析。
2.2.1ARMCortexM3的處理器
它有1個128KBFlash,1個20KBSRAM,4個16位定時器，100個可編程的I/O引腳，具有I2C、SP1、USB、15SART和CAN接口，2路10通道12位A/D轉換器，RTC功能模塊，WDT功能和高級電源管理功能，最高支持72MHz主頻；提高CPU的運行速率。
2.2.2AD稱重數據采集
稱重數據采集的是OmV-lOmV稱重傳感器電橋信號，我們在設計儀表時一般選擇帶內部增益放大器的AD,或者在傳感器和AD設備之間增加一道信號放大環(huán)節(jié)，這樣可以幫助我們釆集到更多的有用信號。本方案我們選擇24bit高精度2-A型自帶內部增益放大的AD轉換器。
2.2.3顯示器
一般常用七段數碼管，也有采用點陣液晶，點陣液晶可以顯示中文，方便HMI交互。
2.2.4存儲器件
市場上的存儲器很多，目前較流行的是電擦除的AT24CXX系列，我們采用鐵電FM24CXX的存儲器，鐵電的速率比AT24CXX電擦除的要快,而且無擦寫次數限制，使用壽命更長。
225實時時鐘
實時時鐘可以提供準確的運行時間總和，可以用于實時打印和實時監(jiān)控記錄，方便根據日期調出數據等。
2.2.310擴展
由于MCU的10管腳驅動能力的限制，而帶動設備通常不僅需要增加驅動能，還要防止設備對CPU的干擾，一般我們采用光隔離或磁隔離去驅動MOS管或繼電器，這樣設備的運行干擾就相對小很多，而且能增加驅動設備的能力。
2.2.7串口通訊
串口設計為了提高EMC特性和對外部的抗干擾，這里常選擇ADI磁隔離器件，串口通訊一般有標準RS232/RS485信號，工業(yè)比較流行的總線還有Profibus-DP和CAN總線，主要用于與PLC、DCS等外設數據交互，控制和打印信息的輸出。
3實時稱重系統(tǒng)軟件設計
3.1軟件設計流程圖（如圖4所示）    .
任務分配完后必須根據需要分配優(yōu)先級，比    「”
如想要得到較高的按鍵響應，可以把任務1的優(yōu)先級設為最高，但是本文主要是分析稱重數據的實時監(jiān)控，所以我們需要將任務3的優(yōu)先級設為最高，這樣可以以最快的響應速度處理稱重數據。
注解，配置ARM7內核的時鐘和外設等信息，以保證外設的正確運行。
注解2：RTX內核的初始化，包含內核時鐘，堆棧，任務數量等的分配，并創(chuàng)建第一個任務。
注解3："_taskvoidTaskO_init（）”任務作用是根據需要創(chuàng)建用戶任務，流程圖（如圖4所示）

的os_tsk_create(Taskl_Key,13),就是創(chuàng)建了以TaskLKey為函數名的任務1,并且分配了其優(yōu)先級為13,而且把創(chuàng)建任務時的任務序號存放在以TID_為前綴的變量里面，這是因為以后對任務的操作都需要用到此任務序號，這個序號是RTX內核自動分配的，具有唯一性。
注解七多任務的調度和切換詳見3.2章節(jié)舉例說明。
注解\RTX系統(tǒng)自帶的任務當TCB(任務管理器)列表內無就緒可執(zhí)行任務，內核暫時會切換執(zhí)行空閑任務。
注解氣中斷入口函數。
注解七用戶函數可以根據用戶需要任意增加和減少，RTX內核任務最大可運行255個。
3.2任務切換舉例
任務的切換是要通過內核TCB來管理的，假如當前正在運行任務2“VoidTask2_Disp°”，此時AD轉換完成，給CPU發(fā)送一個中斷信號進入中斷，中斷的任務就是告訴RTX內核，任務3“VoidTask2_Disp°”已經就緒,內核則會判斷任務3的優(yōu)先級是否比任務2優(yōu)先級高，如果是，則重新分配任務，把顯示任務的運行狀態(tài)壓入顯示任務的堆棧，再把數據采集任務的信息從數據采集任務的堆棧中恢復到MCU工作寄存器中，啟動數據采集任務，而顯示任務則被掛起暫停，直到任務3完成，把CPU控制權釋放。任務切換流程如圖5所示。
4需要注意的問題
在應用RTX時應注意以下幾點：
4.1盡可能不使用循環(huán)任務切換。如果由os_dly_wait()函數來進行任務觸發(fā)，則不需要保存任務內容。由于正處于等待運行的任務并不需要等待全部循環(huán)切換時間結束，因此os_dly_wait0函數可以改進RTX內核系統(tǒng)響應時間，更加突出實時效果。
4.2如果使用時間片，不要將時鐘節(jié)拍中斷速率設置得太高或太低，設定為一個較低的數值在增加每秒的時鐘節(jié)拍個數的同時會增加RTX內核調度所產生的開銷，因為每次時鐘節(jié)拍中斷大約需要100個?200個CPU周期；也不可將時鐘節(jié)拍率太高，否則會增加中斷響應時間，導致中斷響應不及時，所以個人建議不使用時間片任務切換。

圖5任務切換流程換。我們做軟件的時候，可以在有較大數據量處理的任務中間穿插。sJly.waitO函數，以便其它任務得到響應，又不影響本次任務的運行。
4.3_alloc_boxO函數比較方便的根據需要隨時分配內存給任務，但是當我們使用完本次內存后一定要利用_free_box()釋放內存，否則不停的被創(chuàng)建內存而不去釋放，那么運行時間一長，內存占用達到飽和，內存溢出了直接會導致系統(tǒng)癱瘓,這個錯誤是致命性的，而且有時候不容易被發(fā)現,是一個隱患。
4.4每一個任務必須都是一個死循環(huán)，例如:
_taskvoidTaskl_key(void)
(
********    /*添加任務變量，給設備
初始化*/
os_itv_set(2);/*設置本任務每20ms發(fā)生一次*/
while⑴
(
KeyManageQ；    /*按鍵掃描和處理*/
os_itv_waitO；    /*等待下一個20ms的到來
如果沒有while(l)把PC指針控制在Taskl_key(void),那么當運行完一次任務后，PC指針就會跑飛，程序就會亂掉，直接導致系統(tǒng)崩潰。
4.5稱重過程是一個強實時過程，需要CPU及時采集秤臺過程的數據并快速分析有效數據，從而計算其重量。如果CPU速度過慢或者程序邏輯結構設計不合理，必然會導致儀表在穩(wěn)定性和實時稱重控制方面的不足囹，所以必要時我們可以把稱重數據采集任務的優(yōu)先級設為最高。
5結論
本文介紹了多任務的創(chuàng)建、切換和并發(fā)多任務運行，并分析了RTX高效率數據采集的實時性,RTX內核一旦接收到事件響應，可以在最短的時換的機制。且每個任務都可以隨時被創(chuàng)建和刪除，不僅可以把暫時不用的任務先從TCB中抽出掛起，也可以當再次需要的時候再把它拉入運行TCB列表。本文只提到了幾個運用RTX設計稱重儀表的關鍵點，希望對同類系統(tǒng)設計有一定的借鑒意義。    

文章來源于網絡轉載，侵刪