基于SmallRTOS51的数据采集器设计

　　引 言

　　随着嵌入式系统的发展，嵌入式软件设计向软件平台靠近，单片机软件设计不再是单一线程结构方式，而是逐步采用多任务的设计思想。实时内核也称为实时操作系统或RTOS。它使得实时应用程序的设计、扩展和维护变得更容易，不需要大的改动就可以增加新的功能。通过应用程序分割成若干独立的任务，RTOS使得应用程序的设计过程大为简化。使用可剥夺性内核时，所有时间要求苛刻的事件都得到了尽可能快捷、有效的处理。通过有效的服务，如信号量、邮箱、队列、延时、超时等，RTOS使得资源得到更好的利用。

　　目前8位单片机在嵌入式系统中，应用还是最广泛的。51多任务系统中，Keil C51 所带的RTX51 Full 太大(6KB多)，且需要外部RAM，又无源代码，很多时候不实用。RTX51 Tiny虽然小(900多字节)，但是任务没有优先级和中断管理，也无源代码，也不太实用。而uC/OSII虽有源代码，但是它太大，又需要外部RAM，所有函数又必须是重入函数，用在51这类小片内RAM的单片机上有点勉强。Small RTOS为小RAM系统设计，RAM需求小，比较适合51这种资源比较少的系统上。

　　1 数据采集器系统设计

　　1.1 数据采集器原理

　　数据采集器是将采集到的电表脉冲信号转换为电能量数据整理保存，并与上行设备通信传输到管理单元进行电表数据的统一管理。

　　1.2 硬件设计

　　主控制器采用AT89C52芯片，利用7032将脉冲信号采样，经过CPU的处理将数据存储到EEPROM芯片中，数据通过红外信道上传到掌上电脑中。系统框图如图1所示。

　　2 Small RTOS51多任务操作系统

　　Small RTOS是一个源代码公开的多任务实时操作系统，Small RTOS 51是其在8051系列处理器上的移植(使用Keil C51)。Small RTOS可以简化那些复杂而且时间要求严格的工程的软件设计工作。

　　Small RTOS有以下的特点。

　　① 公开源代码。只要遵循许可协议，任何人可以免费获得源代码。

　　② 可移植。尽量把与CPU相关部分压缩到最小，与CPU无关部分用ANSI C编写。

　　③ 可固化。Small RTOS为嵌入式系统设计，如果有固化手段，它可以嵌入到产品中成为产品的一部分。

　　④ 占先式。Small RTOS可以管理17个任务，用户最多可以使用16个任务，每个任务优先级不同。

　　⑤ 中断管理。中断可以使正在执行的任务挂起。如果优先级更高的任务被中断唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行。中断嵌套层数可达255 层。如果需要，可以禁止中断嵌套管理。

　　⑥ RAM需求小。Small RTOS为小RAM系统设计，因而RAM需求小，相应的，系统服务也少。