基于RTOS的嵌入式系统的设计与应用研究

摘要

本文基于两种典型的微处理器芯片(三星ARM核S3C44B0X和8051单片机STC89C516)来研究嵌入式实时操作系统的设计与应用.对于S3C44B0X微处理器,通过扩展外围人机对话电路(LED发光二级管组、LCD显示器和键盘),通信、下载电路(RS232/RS485、CAN总线和JTAG),存储器电路和辅助电路,组成控制器的硬件基础;设计移植和引导代码,并移植MicroC/OS-Ⅱ作为嵌入式控制器的操作系统.以它们作为分布式控制系统的上位机部分.对于STC89C516单片机,扩展外围硬件电路包括LED发光二极管组、CAN总线电路、两组6位数码管、AD和DA输入输出.采用具有高可靠性高安全性的时间触发系统作为操作控制系统,为了保证控制系统的实时性,采用混合式任务调度方式,以此组成分布式控制系统的下位机部分.采用具有多主机形式的CAN总线形式,将上位机和下位机连接成一个网络系统,保证整个分布式控制系统的可靠性、实时性和灵活性.论文最后以蓄电池化成项目为背景,将该分布式控制系统应用到实际中.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1嵌入式系统

1.2嵌入式操作系统

1.2.1嵌入式操作系统的特征

1.2.2嵌入式操作系统实时性分类

1.3国内研究与应用现状

1.4本课题研究的目的和论文主要工作

第二章嵌入式微处理器与嵌入式操作系统

2.1嵌入式系统的组成

2.2嵌入式微处理器

2.1.1 ARM核ARM7TDMI-S简介

2.1.2集成ARM7TDM-S核的微处理器S3C44B0X

2.3 MICROC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统

2.3.1 MicroC/OS-Ⅱ概述

2.3.2内核运行方式

2.3.3 MicroC/OS-Ⅱ嵌入式应用程序库

2.3.4 MicroC/OS-Ⅱ开发调试工具

第三章S3C44B0X芯片基本构件设计

3.1嵌入式系统的基本结构

3.2基本构件设计

3.2.1处理器的辅助电路

3.2.2人机界面

3.2.3扩展存储器电路

3.2.4下载和通信接口

第四章MIC/OS-Ⅱ在处理器S3C44B0X上的移置

4.1嵌入式操作系统移植概述

4.2与处理器相关的数据类型和常数

4.3初始化及接口函数

4.4处理器相关的汇编程序

4.5复位引导程序代码

第五章嵌入式操作系统在8051上的应用

5.1 8051单片机的应用特点

5.2事件和时间触发系统

5.3 8051单片机控制系统的硬件组成

5.4事件触发操作系统在8051上的局限

5.5时间触发嵌入式系统系统在8051上的应用

5.5.1周期性任务

5.5.2采用定时器中断

5.5.3任务调度

第六章嵌入式系统应用设计

6.1分布式蓄电池化成控制系统的结构

6.2智能节点时间触发调度方法

6.3上位机人机界面软件的设计

6.4上位机软件调度

6.5实时控制采用的策略

第七章结论和展望

参考文献

致谢

附录A C_OSCTWSW函数的汇编代码

在攻读硕士学位期间发表的论文