基于8位单片机的硬件和软件设计方案

基于8位单片机的硬件和软件设计方案

       目前，8位单片机在测控领域和智能化电子产品应用中仍占有重要地位.而应用嵌入式实时操作系统(ERTOS)会对8位单片机的软件开发带来极大方便。在此简要介绍嵌入式实时操作系统及其在程序设计中的优越性，重点介绍了适合于小RAM单片机的嵌入式实时操作系统Small RTOS51，以及基于8位单片机的硬件和软件的设计方法和过程。

　　1 嵌入式实时操作系统Small RTOS51简介

　　嵌入式系统已成为当今的热门话题之一，从消费类电子产品到各种工业设备，嵌入式系统已渗透到日常生活的各个角落。对于嵌人式系统，一个重要的特征是实时性，即在确定的时间内完成规定的功能，并能对外部异步事件做出正确响应。确保系统的实时性，需要软硬件配合来完成，首先必须保证硬件处理速度满足实时要求，而对于软件，就是采用与之相适应的嵌入式实时操作系统(Embedded Real_TimeOperating System，ERTOS)。

　　采用嵌入式实时操作系统(ERTOS)，能够保证系统中任务切换的实时性，事件响应时间的确定性及系统的高可靠性，同时，ERTOS将用户应用程序看成是其上运行的多个任务，这就为程序的编写、调试和系统功能的扩展提供了极大方便，并且由于ERTOS的使用，客观上使得应用软件与下层硬件环境无关，便于嵌入式软件的移植，从而可以大大降低系统开发成本和开发周期。目前，已推出的嵌入式实时操作系统有很多种，比较常用的有VxWorks，WinCE，VRTX，pSOS，Palm OS，嵌入式Linux，Delta OS等。对于8051系列单片机，由于具有很少的RAM和ROM，在嵌入式实时操作系统中，比较适合于这种单片机操作系统是Small RTOS51，它使用Keil C51所带得RTX Tiny的堆栈管理机制，并和μC/OS-Ⅱ一样是抢占式的。目前，Small RTOS的最新版本为1.20.3，可以支持任务的动态建立与删除，支持C51的重入函数，支持动态内存分配等。

　　2 嵌入式温控器

　　2.1 嵌入式温控器的结构及原理

　　由Small RTOS51实现的基于8位单片机的温控器的系统结构如图1所示。单片机作为控制核心，负责读取温度传感器的温度，并输出至LED显示器显示，按键用来设置温控器的温度，当温度超限时由输出控制部分输出控制信号，驱动继电器或者报警装置，电源部分为整个系统供电。