基于RlTOS和ISP功能的數(shù)字儀表系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

　　摘要：以Atmel公司的AT89S52型單片微控制器為對象，介紹基于RTOS(多任務實時操作系統(tǒng))和ISP(在系統(tǒng)可編程)功能的數(shù)字儀表系統(tǒng)的軟硬件設計，同時給出硬件系統(tǒng)的組成和相關軟件編程的實現(xiàn)代碼。經(jīng)某武器系統(tǒng)的調(diào)試試驗表明，該儀表系統(tǒng)具有顯示直觀、準確、可靠的優(yōu)點。

    關鍵詞：RTOS；ISP；單片微控制器；液晶顯示模塊

引言

　　Atmel公司的控制器以其集成度高、在線調(diào)試方便等特點廣泛應用于工程實踐領域，文中以某武器系統(tǒng)的前期預研為背景，討論了數(shù)字儀表系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)過程，其主要功能包含：實時采集配電箱系統(tǒng)的6路正負模擬電壓值及作戰(zhàn)環(huán)境溫度，并通過MSl2232B型液晶模塊動態(tài)式顯示。

1 軟件特性

　　隨著C語言在嵌入式系統(tǒng)中的廣泛運用，軟件系統(tǒng)的實時性、復雜性設計要求也越來越高，用通常的單任務無限循環(huán)結構與中斷服務子程序相配合的編程思想已難以完成相關的軟件設計或實現(xiàn)較為困難，RTOS(多任務實時操作系統(tǒng))是現(xiàn)階段較為流行的處理方式。

    RTOS的基本設計思想是將多種系統(tǒng)輸入和處理要求，按功能做成不同的任務函數(shù)體，并分配適當?shù)膬?yōu)先級，參考Windows系統(tǒng)的多線程處理機制，將CPU執(zhí)行時間劃分成若干區(qū)段，每個任務函數(shù)體對應一個時間片段．在規(guī)定的時間內(nèi)執(zhí)行完后允許切換到另一個任務，因各時間段非常短，表現(xiàn)的是多任務實時處理特性。因為任務并非同時執(zhí)行且具備跳轉特性，所以整個項目管理文件內(nèi)可以有多個無限循環(huán)結構，且省略了main入口函數(shù)，這是RTOS最大的特色。文中以Keil集成開發(fā)環(huán)境為平臺，利用RTX5l Tiny版本來完成整個軟件設計過程。

　　ISP(在系統(tǒng)可編程)是一種適合Atmel系列器件的Flash技術，通過PC的LPT標準并行接口，能實時地將Intel格式的源程序代碼下載到微控制器的相應存儲區(qū)域。ISP的最大特點是簡化了調(diào)試過程，提高了軟件系統(tǒng)的可維護性，使其具備了在線升級特性。而且整個開發(fā)過程省去了反復插拔電路的操作。

2 系統(tǒng)硬件構成

　　本系統(tǒng)硬件主要包括如下幾個模塊：AT89S52型主控制器、ADC0809型模／數(shù)轉換、MSl2232B型液晶顯示器、溫度傳感器及語音報警等。其中AT89S52型微處理器主要完成外圍器件的硬件控制及相關數(shù)據(jù)解算，ADC0809采集6路模擬信號并輸入主控制器，MSl2232B完成數(shù)字及相關標識字符的顯示，配電系統(tǒng)的電壓波動超出預定指標時由語音模塊給出相應的報警信息。

2.1主控制器模塊

　　主控制器是Atmel公司生產(chǎn)的AT89S52型單片微控制器，與常規(guī)C51系列相比，其突出特點是具有8KB閃速式存儲器(降低了對外擴存儲器的要求)、256B RAM內(nèi)存(可容納更多局部變量)、8個中斷源及ISP在線可編程特性。

2.2液晶顯示模塊

　　MSl2232B屬于圖形點陣系列的顯示器件，具有雙行顯示功能，其點陣結構為122