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基于RTX51实时操作系统的交通灯控制系统的设计

作者:时间:2010-12-22来源:网络收藏

摘要:相对与传统的开发方式而言,用实时操作系统进行开发是一种效率更高的方式。现以道路交通灯控制系统为例。具体介绍了基于小型多任务实时操作系统RTX51开发软件系统的方法和步骤,给出了系统的硬件电路及软件设计方案。实践测量表明,基于RTX51开发的软件系统,系统在实时性、稳定性和可靠性等方面都得到了提高。
关键词:交通灯控制系统;实时操作系统;RTX51

O 引言
一个高效的系统,不仅要求系统能够同时执行多个任务,对每个任务作出实时响应,而且要求系统能够及时响应随机发生的外部事件,并对其作出快速处理。对于这样的系统应用,采用实时操作系统RTOS(Real-time-Operating System)作为系统软件设计平台是一个良好的选择,它可以灵活地安排系统资源,简化复杂的软件设计,加快软件的开发效率,大大缩短了项目的开发周期。道路交通灯是最常见的一种多任务控制系统,本文以此为倒,详细阐述了51嵌入式实时操作系统RTX51开发软件的方法和步骤。

1 系统硬件电路设计
交通信号灯控制系统主要实现以下三个功能:
(1)信号灯指示,即完成十字路口红、黄、绿交通信号灯的控制。
(2)时间显示,各个信号灯持续的时间显示。
(3)紧急情况响应,当系统出现故障或者有紧急情况是能够及时响应。
根据以上功能要求,完整的交通灯控制系统硬件电路如图l所示,主要由三部分模块组成:最小系统模块、红绿色显示模块、倒计时显示模块、紧急中断模块。
a.JPG

(1)最小系统:包括时钟电路和开关复位电路。单片机选用具有成本低廉且具有串口ISP下载功能的STC89C52单片机,晶振选用12 MHz。
(2)信号灯指示电路:东西南北四个方向分别有红、绿、黄三个状态指示的灯,其中南北方向的红绿黄发光二极管分别连接到P1.O~P1.2,东西方向的红绿黄发光二极管分别连接到P1.3~P1.5。
(3)倒计时显示:每个交通灯状态倒计时时间由两位共阳数码管显示,八位段码分别连接到P0.0~P2.7,两位位选通过反向器分别连接到P3.4、P3.5。
(4)紧急中断:开关K1为紧急中断开关,当有特殊情况时按下K1,K1连接到单片机P3.2外部中断O输入端。

2 基于RTX51的软件设计
近年来,利用嵌入式实时操作系统来开发嵌入式系统的软件已是大势所趋。这是因为传统的这类设计中,大多采用了中断结合单任务的顺序机制进行,这种设计方法虽然比较直观,但是也带来了诸如稳定性差、不便于调试等问题。尤其是当系统比较复杂、实时性要求比较高时,这种单任务机制的缺陷更为明显。利用嵌入式实时操作系统,程序开发者可以将复杂的系统分成多个相对独立的任务,从而分而治之,降低了系统的复杂性;通过对不同的任务赋以不同的优先级,从而能够保证系统的实时性;同时,由于软件系统有多个任务组成,所以其模块化程度好。提高了系统的可维护性。因此,这里利用实时操作系统RTX51来进行软件系统的设计。

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关键词: 单片机 智能控制

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