嵌入式技术在电解质分析仪中的应用研究

摘要

随着微处理器技术和操作系统技术的不断发展,嵌入式实时操作系统已经成为计算机科学的一个重要组成部分,并且已经被广泛应用于制造业、过程控制、仪器仪表、通讯等不同领域。传统的控制软件是基于前后台系统,这种系统已不能适应嵌入式系统日益增加的复杂性,及其对实时性、可靠性的要求。
　　本文以多功能电解质分析仪为背景,讨论了在仪器仪表设计中使用嵌入式实时操作系统的问题。本文介绍了嵌入式实时操作系统的核心工作原理,在分析嵌入式实时操作系统μC/OS-II的基础上,完成了μC/OS-II在微处理器 MB90F543上的移植,实现了嵌入式平台的设计。重点研究了在此平台上实现电解质分析仪智能化功能的软件设计。这种处理器和嵌入式实时操作系统相结合的设计方案,提升了该处理器的应用层次,降低了构建系统平台的难度,并且提高了系统的可靠性和实时性。
　　本文引入了利用UML语言设计嵌入式系统的思想。在熟悉电解质分析仪工作原理的基础上,先从不同角度对电解质分析仪进行分析,然后给出了系统的总体设计方案,结合μC/OS-II的任务管理,对系统进行了详细的任务划分和优先级设置。这种设计方法在应用软件开发时起到了极大的作用,降低了开发难度,缩短了开发周期。经实践,这种设计方法可以很容易的应用到其它嵌入式系统的设计中。
　　电解质分析仪已经逐步实现微机化,基于网络化的控制系统将成为新的发展趋势。经过多次试验,该仪器工作稳定、可靠,基本满足医疗单位和实验室的使用要求。

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第一章 概述

§1.1嵌入式技术的发展与现状

§1.2嵌入式系统介绍

§1.3 使用传统单片机的局限

§1.4 引入嵌入式操作系统的必要性

§1.5电解质分析仪现状

§1.6 课题研究的目的及意义

§1.7 论文的结构与内容安排

第二章 电解质分析仪的工作原理

§2.1 电解质分析仪的测量原理

§2.2 离子选择电极法的计算方法

§2.3 电解质分析仪结构

§2.3 本章小节

第三章 电解质分析仪的系统分析与设计

§3.1 统一标准建模语言UML

§3.2 总体方案

§3.3 系统的任务划分及其优先级设置

§3.4 本章小节

第四章 μC/OS-II移植

§4.1μC/OS-II实时操作系统简介

§4.2 Softune编译器介绍

§4.3μC/OS-II的移植

§4.4μC/OS-II在MB90F543上移植的具体实现

§4.5内核测试

§4.6μC/OS-II内核扩展

§4.7 本章小结

第五章 电解质分析仪的系统实现

§5.1电解质分析仪主控制器硬件结构介绍

§5.2电解质分析仪智能化功能的实现

§5.3电解质分析仪系统软件实现

§5.4监控程序的设计

§5.5验证及结论

§5.6软件代码实现

§5.7该仪器设计时的注意事项

§5.8本章小节

第六章 总结与展望

§6.1 课题总结

§6.2 课题展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

附录A μC/OS-II在MB90F543上移植的程序源代码

附录B 软件实现的部分主要代码