单片机的实时内核设计及其应用研究

本文着重研究了一种基于P89C58单片机的嵌入式实时操作系统(Real-Time Operating System，RTOS)的设计方法。该系统以Philips公司生产的80C51系列单片机中的P89C58 CPU为硬件实现平台。由于受到传统的前后台软件设计方法的限制，使P89C58在使用、设计方面面临着严峻的挑战，为了将它的强大功能与人们对信息产品的更高要求结合起来，本文采用嵌入式实时操作系统的软件设计方法取代以前的前后台(超循环)软件设计方法。 本文就实时内核、硬件平台、RTOS应用系统三个方面对系统进行研究。首先，在研究嵌入式实时操作系统有关原理的基础上，根据80C51系列单片机CPU的特点，提出了将任务堆栈和中断堆栈分离的方法，采用堆栈变换技术，实现了μC/OS-Ⅱ实时操作系统的改造及其在低端8位单片机上实时内核Small EOS51的成功移植；并对移植μC/OS—Ⅱ时P89C58片上RAM优化、任务间通信、任务管理、时间管理和中断管理等进行了研究。然后，对MF RC500接口电路中的模拟接口电路如选频网络滤波电路、射频信号检测电路及天线电路进行了详细分析，确保了射频卡工作时能量的获得及与读写器进行可靠而有效的数据交换；在与后台PC机的串行通信电路中，开发了带光电隔离及防雷击的智能RS232/RS485转换器。最后，通过对应用系统的用户需求分析，将整个系统的工作分割成若干个独立的任务，并在所设计的实时内核Small EOS51系统程序平台和硬件平台上成功运行。 通过对系统运行中的有关数据分析，实时内核Small EOS51的一些重要指标如中断延迟时间、中断响应时间、中断恢复时间、任务切换时间和系统响应时间以及存储空间占用等都达到了设计要求。结果表明所设计的RTOS具有良好的稳定性和可靠性。

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