基于μC-OS-Ⅱ的嵌入式開發(fā)平臺的構建及其在監(jiān)控器中的應用.pdf

1、在21世紀，工程機械將進入機電一體化時代，將沿智能化、集成化和網絡化的方向前進，先進工程機械監(jiān)控器是機電一體化的基礎和平臺。由于歷史的原因，現有的工程機械監(jiān)控器功能單一、可靠性差、沒有總線通信功能，不能滿足機電一體化的要求。本文在吸收國內外工程機械監(jiān)控器優(yōu)秀成果的基礎上，將嵌入式技術應用于監(jiān)控器中，開發(fā)出功能先進、可靠性高、具有CAN通信功能的新型的工程機械監(jiān)控器。 嵌入式系統(tǒng)是后Pc時規(guī)計算機最普遍的應用形式，廣泛應用于控制領

2、域、信息家電、工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、服務業(yè)等各行業(yè)，已成為現代電子設計的一大領域和方向。嵌入式系統(tǒng)的設計方法也從早期的直接開發(fā)進入平臺化開發(fā)時代。 美國Jean J．Labrosse教授開發(fā)的μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)內核實時性好、代碼效率高，原代碼公開，已成為嵌入式操作系統(tǒng)的研究熱點。本文在深入分析μC/OS—Ⅱ的多任務管理機制后，將之移植到PICl8F458單片機中，并在此之上編寫了常用的四個模塊的應用程序接口，由此組成一個簡單

3、的嵌入式軟件開發(fā)平臺。開發(fā)平臺的建立不僅為開發(fā)高水平的監(jiān)控器提供了基礎，同時也是單片機開發(fā)技術的革命性飛躍。 從監(jiān)控器的主要功能出發(fā)，本文構建了以PICl8F458為嵌入式CPU的監(jiān)控器硬件系統(tǒng)，EEPROM數據存儲器、LCD顯示、串口通信、CAN通信等模塊代表了新型監(jiān)控器的發(fā)展方向，隔離型DC/DC模塊、去耦電路、光電隔離、屏蔽等技術的應用為監(jiān)控器的高可靠性提供了堅實的保證。 以嵌入式監(jiān)控器硬件為載體、以μC/OS-

4、Ⅱ及其API為平臺，本文開發(fā)了嵌入式監(jiān)控器的應用軟件。嵌入式軟件囊括了模擬信號采集、LCD顯示、EEPROM數據記錄、串口通信、CAN通信等流行的應用模塊。其中尤以CAN通信網絡的規(guī)劃、通信協議的制定最能體現其先進性。上位機的基于VB的串口通信軟件為實時數據的采集和EEPROM數據的轉儲提供了手段，基于LABVIEW的波形分析及數字濾波軟件為在必要時分析設備的實時數據提供了途徑。 高可靠性的監(jiān)控器是本文的主要設計目標，從硬件和軟

5、件兩個方面采取的措施足以保證嵌入式監(jiān)控器的可靠使用。在湖南山河智能機械有限公司SWE50型挖掘機上的數據采集試驗也表明監(jiān)控器硬件設計合理，在工程環(huán)境下系統(tǒng)能工作可靠；軟件設計正確，各項功能達到設計要求，能準確地實現CAN通信功能；試驗結果真實反映了挖掘機的工作狀態(tài)。 綜上所述，嵌入式開發(fā)平臺的構建，能降低應用軟件的開發(fā)難度，縮短軟件開發(fā)周期，提高軟件的可靠性，是單片機系統(tǒng)設計方法上的革命，具有深遠的理論意義；嵌入式監(jiān)控器的開發(fā)成