分时操作系统思想在单片机中的具体应用 (1)2012-02-17 11:28:20 作者:李兴建 李琨 马文玲 来源:搜了网关键字:分时操作系统 单片机 CPU随着单片机技术的发展,单片机开发的理念也在不断更新:逐步采用高性能的16/32位单片机,采用C、JAVA等高级语言编程,采用RTOS及其平台进行开发已经成为一种趋势。 分时操作系统概述 分时操作系统把CPU的时间划分成长短基本相同的时间区间,即"时间片",操作系统轮流分配给各个作业使用。某个作业在时间片结束完成,该作业将被挂起,等待下一轮循环再继续做。分时操作系统主要具有以下3个特点:多路性,用户通过各自的终端,可以同时使用一个系统。及时性,用户提出的各种要求,能在较短或可容忍的时间内得到响应和处理。独占性,在分时系统中,虽然允许多个用户同时使用一个 CPU,但用户之间操作独立,互不干涉。 分时操作系统主要是针对小型机以上的计算机提出的。一般而言,MPU驱动的通用计算机,系统设计人员对每一台的最终具体应用都是不得而知的,因此,在价格允许的情况下,硬件设计务求CPU时钟尽可能的快;计算及管理能力尽可能的强;程序和数据存储器的容量尽可能的大;各种计算机外设的配接尽可能的详尽等等。特别是采用分时操作系统的机器,因为是一机多用户的管理系统,它的要求就更高了。相对而言,MCU是一个单片集成系统,它将这些计算机所需的外设,诸如程序和数据存储器、端口以及有关的子系统集成到一片芯片上。从硬件上,单片机系统与采用分时操作系统的计算机系统是无法比拟的。但是,在单片机系统的设计中,设计人员清楚其最终具体应用,它的使用环境相对是单一固定的。所控制过程的可预见性为分时系统思想的实现提供了可能性。具体就是:虽然单片机的CPU速度较低,但其任务是可预见的,这样作业调度将变得简单而无须占用很多的CPU时间,同时“时间片”的设计是具体而有针对性的,因此可变得很有效。 图1 漏电流智能监测系统框图 分时系统的应用实例 系统硬件及原理 本文设计了一个涉及单片机通信以及显示的漏电流智能监测系统,系统框图如图1所示。 图2暂存RAM分配图 分时操作的实现 系统设计中首先划分了一块暂存参数的RAM,RAM区的大小跟需要监测线路的多少有关,其分配情况如图2所示,每一路参数都设置多组参数存贮,防止参数未读取就被刷新。每一组的参数包括漏电流大小、漏电标志位、线路的编号和发生的时间。 图3 显示任务流程图 |
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