2009年3月第3期电子测试ELECTRONICTESTMar.2009No.3一种嵌入式系统设计与应用耿兆国1,耿兆会2(1.重庆邮电大学中韩(重庆嵌入式软件和系统研发中心重庆400065;2.江南大学电信学院无锡214011摘要:嵌入式操作系统具有面向特定应用的特点,各种应用千差万别,这决定了不太可能出现可普遍适用的嵌入式实时操作系统。因此,开发、升级具有自主知识产权的嵌入式实时操作系统是很有意义的。本文首先介绍了嵌入式系统的结构和发展趋势;接着针对C8051F120单片机进行了简单介绍,并在其上实现μC/OSⅡ操作系统的移植,最后对加载了EPA协议栈的操作系统进行了测试,通过测试成功地验证了该系统的稳定性和可靠性。关键词:嵌入式系统;C8051F120单片机;μC/OSⅡ操作系统中图分类号:TP316.2文献标识码:ADesignandimplementationofembeddedGengZhaoguo1,GengZhaohui2(1.ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications,CHINA2KOREA(ChongqingEmbeddedSoftware&SystemsResearchCenter,Chongqing,400065;2.SouthernYangtzeUniversitySchoolofTelecom,Wuxi214011Abstract:Embeddedoperatingsystemwithapplication2specificfeatures,avarietyofdifferentapplications,itappearsunlikelythatadecisioncanbewidelyappliedtoreal2timeembeddedop2eratingsystem,development,upgradingwithindependentintellectualpropertyrightsembed2dedreal2timeoperatingsystemisMeaningful.Thisarticlefirstintroducedtheembeddedsystemstructureandtrends;thenontheC8051F120MCUforabriefintroductionandontherealiza2tionofμC/OSoperatingsystemtransplant,andthefinalrealizationoftheEPAprotocolstacktoloadtheⅡoperatingsystemonThetestandtopassthistesttoverifythesuccessofthesystemstabilityandreliability.Keywords:embeddedoperatingsystem;C8051F120MCU;μC/OS2Ⅱ0引言随着电子技术的快速发展,特别是大规模集成电路的产生而出现的微型机,使现代科学研究得到了质的飞跃,而嵌入式微控制器技术的出现则是给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。由嵌入式微控制器组成的系统,最明显的优势就是可以嵌入到任何微型或小型仪器、设备中。2009.3EmbeddedTechnology1嵌入式系统的体系结构嵌入式系统作为一类特殊的计算机系统,自底向上包含有3个部分,如图1所示。图1嵌入式系统基本结构(1硬件环境:是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的硬件平台,不同的应用通常有不同的硬件环境。硬件平台的多样性是嵌入式系统的一个主要特点。(2嵌入式操作系统:完成嵌入式应用的任务调度和控制等核心功能。具有内核较精简、可配置、与高层应用紧密关联等特点。嵌入式操作系统具有相对不变性。(3嵌入式应用程序运行于操作系统之上,利用操作系统提供的机制完成特定功能的嵌入式应用。不同的系统需要设计不同的嵌入式应用程序。2处理器的选型在本设计中采用了C8051F120芯片,其特点如下:C8051F120是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片,具有64个数字I/O引脚(100脚TQFP封装。C8051F120有标准的8051程序和数据地址配置。它包括256字节的数据RAM,其中高128字节为双映射。C8051F120还有另外位于外部数据存储器地址空间的8K字节RAM块,它的程序存储器包含128K的分块Flash。该存储器以1024字节为一个扇区,可以在系统编程。MCU系统的存储器结构如图2所示。图2C8051F120的存储结构3嵌入式系统的选型在本设计中,用的是μC/OSⅡ操作系统,μC/OSⅡ最主要的特点就是源码公开的自由软件。这一点对于用户来说可谓利弊各半;好处在于,一方面它是免费的;另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。坏处在于,它缺乏必要的支持。它没有功能强大的软件包,用户通常得自己编写驱动程序,特别当用户使用的是不太常用的单片机,还必须自己编写移植程序,在本设计中,采用的是具有51内核的C8051F120芯片。操作系统是一种与硬件(处理器相关的软件,根据某一种处理器来设计的操作系统一般是不能嵌入式技术2009.3在其他种类的处理器上运行的。如果要在其他处理器上运行该操作系统,则必须对这个操作系统做相应的改造,即所谓操作系统的移植。移植μC/OSⅡ所需要的准备工作...