基于RTOS的离子迁移谱毒品侦查仪嵌入式软件的设计研究与实现

摘要

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁的专用计算机系统.近十几年来,嵌入式系统的发展异常迅速,而嵌入式操作系统作为嵌入式系统的核心,其应用也越来越广泛,特别在手持设备、信息家电等领域尤为突出.但嵌入式系统以及嵌入式软件设计仍旧处于起步阶段,还未能形成一套完整、有效、通用的开发方法和规范.目前在嵌入式实时系统开发中,还较多的采用传统的单线程的开发方式,这种开发方式使开发、调试和维护过程都显得冗长和复杂,系统化的程度也比较低,且这种线性程序,遇到强干扰时,程序在任何一处出错都会引起系统崩溃;并且随着嵌入式系统软件复杂性的增加,这种传统的软件开发模式将不能满足要求,可移植性差,显然它已不是一个很正规化的系统开发方案.而以实时多任务操作系统为工具来开发小型实时系统,一般干扰只是引起一个进程被破坏,可以用另外的进程对其进行修复,它能在很大程度上降低系统开发难度,提高系统的开发效率和可靠性.该文主要以离子迁移谱毒品侦查仪的研制为工程背景,重点是剖析实时多任务操作系统内核,介绍如何以已有的实时多任务操作系统为目标系统实现环境,提出基于RTOS开发离子迁移谱毒品侦查仪所采用的分析和设计方法,提供一种设计中、小型实时系统的有效解决方案,并就系统实现中波峰位置(迁移时间)的查找以入温度控制等设计了算法,总结了应用RTOS开发应用注意的问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究背景和目的

1.2系统的工作原理

1.3系统定制

1.3.1嵌入式处理器的选择

1.3.2嵌入式RTOS的选择

1.3.3系统硬件结构

1.4作者的主要工作

1.5论文结构

第二章嵌入式系统初步

2.1嵌入式系统概述

2.1.1嵌入式系统定义

2.1.2嵌入式系统的应用

2.1.3嵌入式系统的现状

2.1.4嵌入式系统的开发环境

2.2实时操作系统

2.2.1实时操作系统的分类

2.2.2实时操作系统的特点

2.3嵌入式系统软件的开发方式

2.3.1传统的单线程开发方式

2.3.2基于RTOS的开发方式

2.4基于RTOS开发嵌入式系统的关键技术分析

2.4.1任务划分

2.4.2时间限制

2.4.3安全性

2.4.4中断服务程序

2.4.5设备驱动程序

2.4.6存储分配

第三章实时多任务操作系统Nucleus Plus

3.1 Nucleus PLUS内核的系统结构

3.2多任务管理

3.3任务的调度

3.4任务间的同步、互斥和通信

3.5中断

3.6定时器管理和存储器管理

第四章离子迁移谱毒品侦查仪嵌入式软件的设计

4.1嵌入式应用软件的特点

4.2嵌入式应用软件的一种结构模型设计方法

4.2.1嵌入式软件的体系结构

4.2.2嵌入式实时软件设计的常用方法

4.2.3任务数据流图结构模型

4.2.4任务划分方法

4.2.5基于数据流图模型设计方法

4.3离子迁移谱毒品检测仪嵌入式软件的设计过程

4.3.1软件实现的功能及功能模块划分

4.3.2任务划分

4.4离子迁移谱毒品检测仪嵌入式软件的实现

4.4.1软件流程框架

4.4.2任务模块的实现

4.5系统存储映像组织及布局

4.6算法设计

4.6.1温度控制算法

4.6.2波峰位置查找算法

第五章系统性能评价

第六章结论与展望

6.1论文工作总结

6.2展望

参考文献

攻读学位期间参加的科研项目与发表的学术论文

致谢