<ruby id="z9z17"></ruby>

      <ruby id="z9z17"></ruby><p id="z9z17"></p>

          <pre id="z9z17"><mark id="z9z17"></mark></pre>

            <p id="z9z17"><cite id="z9z17"><progress id="z9z17"></progress></cite></p>

            ? ? ? ?

            咨詢電話

            ENGLISH0755-88840386
            新聞中心

            咨詢電話

            0755-88840386
            您的位置:首頁 > 新聞中心>詳情頁

            基天RTX51嵌入式實時操作系統的智能稱重儀表的研究

            發布時間:2020-10-16 11:14:08 |來源:網絡轉載

            1引言
            隨著計算機技術及微電子技術的發展,嵌入式系統的應用已經深入到各類產品:智能家電、工業控制、航空航天、醫療、軍事等各種智能化數字設備。
            嵌入式系統是指以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件及硬件可以按需要剪裁并且對功能、可靠性、成本有嚴格要求的專用計算機系統。其在稱重儀表的應用將促進稱重儀表的智能化、小型化、網絡化發展。
            稱重儀表的發展趨勢是高精度、快速響應傳感器的信號,但是傳統意義的51單片機順序編程大循環概念,A/D轉換釆用中斷、查詢方式,再加上離散器件組成系統的時延等因素,極大的阻礙了實時性需求的實現。因此開發基于SOGSystemOnChip)片上系統的多任務系統智能稱重儀表勢在必行。
            在系統規劃及開發階段進行系統軟件設計時,采用Keil公司RTX51嵌入式實時操作系統作為多任務開發環境RTX51Tiny,適用于51系列的所有派生機型。因為RTX51Tiny不僅是免費的,而且功能強大,可以靈活的分配硬件系統資源(CPU,存儲器等)給各個任務,對嵌入式操作系統在智能稱重儀表領域的應用具有劃時代的意義。[1][2]
            2硬件設計
            2.1主處理器:
            系統的硬件設計釆用美國Cygnal公司的C8051F020,C8051F020器件是完全集成的混合信號系統級MCU芯片,C8051F020具有64個數字I/O引腳,下面列岀了一些主要特性:高速流水線結構的8051兼容的CIP-51內核可達25MIPS全速非侵入式的在系統調試接口;片內帶PGA真正12位100ksps的8通道ADC;模擬多路開關,兩個12位DAC,可編程更新時序;64K字節可在系統編程的FLASH存儲器;4352(4096+256字節的片內RAM);可尋址64K字節地址空間的外部數據存儲器接口;硬件實現的SPISMBus/FC和兩個UART串行接口;5個通用的16位定時器;具有5個捕捉/比較模
            塊的可編程計數器/定時器陣列;片內看門狗定時器VDD監視器和溫度傳感器。
            具有片內VDD監視器看門狗定時器和時鐘振蕩器的C8051F020是真正能獨立工作的片上系統,所有模擬和數字外設均可由用戶固件配置為使能或禁止,FLASH存儲器還具有在系統重新編程能力,可用于非易失性數據存儲并允許現場更新;8051固件片內JTAG調試電路,允許使用安裝在最終應用系統上的產品MCU進行非侵入式不占用片內資源全速在系統調試,該調試系統支持觀察和修改存儲器和寄存器,支持斷點、觀察點、單步及運行和停機命令。在使用JTAG調試時,所有的模擬和數字外設都可全功能運行,每個MCU都可在工業溫度范圍-45°C至Ij+85°C內,使用2.7V-3.6V的電壓,工作端口I/O/RST和JTAG引腳都容許5V的輸入信號電壓。
            2.2A/D模塊
            轉換部件釆用轉換技術,真正的高速高精度數模轉換,采取特殊算法及硬件處理實現16位以上精度。
            2.3通訊模塊
            標準配置設計RS232串口,方便與PC機通迅,PC機上的程序釆用VB編制,根據具體的機型修改下位機的工作參數。這樣只要將上位機程序安裝在筆記本電腦中,可以方便現場維護、修改整定參數。
            2.4顯示及鍵盤模塊
            采用低溫液晶顯示,自制各種中文字庫,鍵盤采用輕觸銀漿按鍵,可以適應各種溫度條件。
            3軟件設計
            3.1下位機軟件開發:
            使用KeilC51V7.0來進行軟件的編寫和調試,全部代碼用C語言完成,利用Keil支持的RTX51Tiny嵌入式實時操作系統作為工具。該操作系統是一個準并行的多任務環境,和Windows等現代操作系統相似,就是將CPU的時鐘切割成很小的等量時間片,然后分配給每個任務,當這個任務執行了給定的時間片斷之后,還未完成,則保護現場之后,跳轉到下一個任務執行,這樣不斷的循環執行之,實際上,同一時刻只有一個任務在執行,但是由于時間片非常短,一般為10ms數量級,所以相對上來說,就相當于多個任務在同時執行了。RTX51最小模式最多可支持16個任務,很少的內部RAM及ROM,不需要擴展外部RAM,它利用51內部的定時0來產生報時,能滿足大多數簡單控制系統的需要。
            利用RTX51操作系統的準并行特性,對任務模塊進行大小適當的劃分,并對各個任務間的通信和時延進行仔細的確認。要指出的是在RTX51下進行多任務編程和以往的順序單任務編程有以下幾個值得注意的不同點:
            (1)多任務編程CPU是輪流執行每個任務,所以可以將每個任務設計成死循環的模式,不斷重復的進行數據計算或者訪問硬件,也不會影響別的任務的執行,當一個任務的數據計算完成之后,可以通過os_wait函數將CPU交出執行別的任務;而傳統的大循環順序單任務模式卻獨占了所有的CPU資源,尤其全局變量多時,時常得擔心是否執行時間太長而不能及時響應外部的異步事件。
            3.2數字濾波
            數據采集后的數字濾波一直是稱重儀表的關鍵,在本文的軟件設計中,專門設計一個數字濾波任務,用來完成數據采集后的濾波工作。經過濾波后再執行顯示、通訊等任務。
            本文測量一個相對不變的直流信號及應變儀輸出,可以用過釆樣和求均值技術改善有效分辨率[3]。
            如果一個稱重裝置必須測量一個寬范圍的重量而同時又要能分辨很小的重量變化則過采樣和求均值能提高測量的有效分辨率。
            對ADC測量數據求均值等價于一個降采樣低通濾波器,實現過采樣和低通濾波器的數字信號處理過程通常被稱為插補,從這個意義上說用過釆樣實現兩個12位ADC碼之間的插值求均值的樣本數量越大則低通濾波器的選擇性越強插值的效果就越好。因此可以達到16位以上的分辨率,適應稱重的要求。
            但是由于過采樣是以犧牲時間來提高精度,對實時性要求較高的產品,本文釆用特殊處理的硬件、軟件來實現,避免了系統數據建立延遲,可以在系統要求的時延內達到18位以上精度,同時滿足釆樣的實時顯示,真正做到智能稱重儀表的要求。
            3.3溫度補償
            由于環境溫度的周期性變化,對應的傳感器的精度受溫度影響較大,本文釆用的SOC自己帶有溫度傳感器,可以按照環境溫度的變化特性來實時更新精度矯正系數,真正達到智能化稱重儀表的功能。重入問題,解決資源沖突和重入的方法可以參考相關文獻[4"
            本系統實際使用證明:本系統穩定可靠,實時性比釆用傳統C51編程更加優越,可靠性更高。本系統在SOC單片機上釆用了RTX51嵌入式操作系統,在智能稱重儀表應用領域具有一定的超前意義。

             

            文章來源于網絡轉載,侵刪

            分享到
            日本人妻丰满熟妇久久久久久,久久久久人妻一区精品色欧美,中文字幕乱码人妻一区二区三区,熟妇人妻va精品中文字幕
              <ruby id="z9z17"></ruby>

                <ruby id="z9z17"></ruby><p id="z9z17"></p>

                    <pre id="z9z17"><mark id="z9z17"></mark></pre>

                      <p id="z9z17"><cite id="z9z17"><progress id="z9z17"></progress></cite></p>