基于PIC18系列微控制器的嵌入式实时操作系统的研究与实现

摘要

本文着重研究了一种基于PIC18系列微控制器的嵌入式实时操作系统(EmbeddedRTOS)的设计和实现方法。该系统以Microchip公司生产的高性能的PIC18系列微控制器为硬件实现平台。由于先前使用的前后台软件设计方法的限制，使PIC18系列微控制器在使用、设计方面面临着全新的挑战。随着应用的复杂化，任务级响应时间长、不固定以及因各种资源调度不当而发生死锁、使系统可靠性降低的问题会越来越突出。为了解决这些问题，将它的强大功能与人们对信息产品的更高要求结合起来，我们采用嵌入式实时操作系统的软件设计方法取代以前的前后台(超循环)软件设计方法。 RTOS体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架，降低了程序的复杂程度。它具有操作系统的基本功能，可以对整个实时系统的运行进行控制，能根据系统中各个任务的轻重缓急，合理的在他们之间分配CPU和各种资源的占用时间。利用信号量、消息等系统功能提高CPU的使用效率。另外，加入RTOS也更便于日后应用程序的扩展。再者，由于将嵌入式系统与Internet结合是大势所趋，而RTOS可以更好的管理和支持多个TCP/IP连接，基于这种考虑，也要求在嵌入式系统中加入RTOS。 基于此，该RTOS的设计主要包括系统内核结构的设计、任务管理、时间管理、任务之间的通信与同步、与TCP/IP协议栈的结合以及应用程序的设计。 最后，我们以全数字化水泵远程监控系统为原型，将所设计的RTOS与水泵监控现场的数据采集、分析、存储、传输需求结合起来设计了一个应用系统，并运行成功。通过应用系统的成功运行，验证了所设计的RTOS具有良好的稳定性和可靠性，并通过与TCP/IP协议栈的结合，在嵌入式实时操作系统的基础上实现了嵌入式Intemet技术。 可以预见，由于RTOS不可替代的优点，其必将大大加快嵌入式应用开发的速度，并对系统的稳定性、可靠性和可扩展性有很大提高。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

前言

第一章绪论

第二章RTOS软件设计

第三章嵌入式TCP/IP协议栈

第四章应用程序设计与测试

第五章总结

参考文献

致谢