UCOS-II在基于C8051f060的压装监测设备数据采集系统应用

　　所以本数据采集系统采用能实现多任务同时运行的UCOS-II实时操作系统^[11]。UCOS-II是有Micrium公司提供的一款可移植、可裁剪的小型多任务实时操作系统，它具有执行效率高、占用空间小、实时性优良和扩展性良好的特点。虽然体积小但它包含了任务调度、任务管理、时间管理、内存管理和任务间的通信和同步等功能。UCOS-II中最大可支持64个任务，分别对应优先级为0—63，高优先级任务可以抢占低优先级CPU资源。多任务操作系统是把CPU的执行分为多个很多个时间块，任务A执行完后它会把CPU的使用权交给任务B，而且高优先级的任务每执行会主动放弃一段CPU的使用时间，把使用权交给其它的任务，这样多个任务依次轮转运行，由于时间块很短，这些任务就好像是在同步并行运行了^[12]。

　　本数据采集系统如图3所示将其功能模块划分为四个任务：数据采集任务、数据发送任务、PLC通信任务、串口读写任务。

　　(1)数据采集任务：数据采集任务就是每次压装开始时，通过C8051f060单片机片内的AD转换器进行双通道的数据采集，采集的速度为5kHz。并同时将采集到的数据通过DMA方式保存到片外RAM中去。压装停止时，停止采集。

　　(2)数据发送任务：数据发送任务是将放在片外RAM中所采集的压力和位移数据，通过SPI协议传输给ARM处理器，ARM再对这些数据进行曲线图绘制和压装结果的判断等操作。在片外RAM没有采集数据时，该任务会处于休眠等待状态。

　　(3)PLC通信任务：该系统通过在C8051f060上设置了14个I/O口与PLC通信，7个输入和7个输出。该任务是一方面监测ARM传送过来的指令，然后对7个输出口进行操作，另一方面不断监测7个输入I/O口，观察PLC有没有发送指令给ARM。

　　(4)串口读写任务：串口读写任务简单来讲就是接收并读取来自ARM经过RS232发送过来的指令，然后发送PLC给ARM的一些信号。

　　其中最关键的核心任务是数据发送和数据采集这两个任务。因为只有等运行采集任务，在片外RAM中保存了数据之后，数据发送任务才能发送。所以在任务的调度上为了协调好两者的关系，于是在这两个任务之中加入了一个任务之间通信的信号量。开始时信号量为0表示RAM中没有采集的数据，即数据发送任务不能进行，当RAM中保存了一个数据之后，信号量置1，数据发送任务就可以运行了，当数据发送速度大于数据的采集速度时，即RAM中的数据为零时，这时候信号量又置0，使得数据发送任务等待数据采集任务。所以加入信号量之后就能保证任务之间能正常有秩序的运行。

　　3 总结

　　UCOS-II是一款实用性很强的小型嵌入式实时操作系统^[13]，随着整个嵌入式行业的发展，它的应用也越来越广泛，优越性也愈加明显。在此压装监测设备上，笔者把它移植到了功能强大的C8051f060单片机上，通过多任务并行执行调度方式，实现了压装监测设备的一个核心单元，即实时数据采集系统。UCOS-II与C8051f060的结合，使得该数据采集系统能实时准确地采集到压力和位移数据，并快速的发送给上层处理单元，使得整个压装监测设备能正常稳定地运行，并取得预期效果。

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