外文文獻翻譯-基于μC OS-Ⅲ的多路數(shù)據(jù)采集設計與實現(xiàn)【中文2062字】【PDF+中文WORD】,中文2062字,PDF+中文WORD,外文文獻翻譯-基于μC,OS-Ⅲ的多路數(shù)據(jù)采集設計與實現(xiàn)【中文2062字】【PDF+中文WORD】,外文,文獻,翻譯,基于,OS,路數(shù),采集,設計,實現(xiàn),中文,2062 基于μC/ OS-Ⅲ的多路數(shù)據(jù)采集設計與實現(xiàn) 摘要 本文實現(xiàn)了基于μC/ OS-Ⅲ操作系統(tǒng)的多通道數(shù)據(jù)采集任務調(diào)度，實現(xiàn)了μC/ OS-Ⅲ操作系統(tǒng)在 DSPIC30F6014 上的移植，獲取電壓電流溫度和功耗數(shù)據(jù)。） 實 驗表明，它可以及時采集和處理多種數(shù)據(jù)，然后在 LCD 上顯示信息。 關(guān)鍵詞：μC/OS-Ⅲ；數(shù)據(jù)采集；DSPIC30F6014 介紹 多通道數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制中常用的信息處理模塊。 它獲得的數(shù)據(jù)是工業(yè)生 產(chǎn)中經(jīng)常使用的參數(shù)。 因此本文基于μC/ OS-Ⅲ的多路數(shù)據(jù)采集模塊是電氣調(diào)節(jié) 器的主要功能模塊。 它可以根據(jù)參數(shù)表和多通道數(shù)據(jù)及時地控制 SCR（可控硅） 的導通角來調(diào)節(jié)電壓電流溫度功率等，以達到工業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)參數(shù)。 多通道信 息的處理方法是便攜式的，可用于各種嵌入式設備中獲取具有廣泛應用前景的多 通道信息。 硬件設計 dsPIC30F6014 芯片的說明：dsPIC30F6014 是世界領(lǐng)先的微控制器和模擬半導體 （Microchip）供應商制造的數(shù)字信號控制器。它采用高性能改良的 RISC 與 MCU 和 DSP 無縫集成，CPU 模塊使用 16 位（數(shù)據(jù)）和 24 位（指令）修改的哈佛架構(gòu)， 并增強了指令集，包括對 DSP 的重要支持。 dsPIC30F6014 具有 MCU 和 DSP 雙 引擎，因此其指令集有兩類指令：MCU 和 DSP。這兩個指令類無縫地集成在一個 單獨的執(zhí)行單元中執(zhí)行。處理器的整個數(shù)據(jù)空間為 64K，因為芯片本身包含一個 DSP 引擎，并且許多 DSP 操作是并行執(zhí)行的，因此數(shù)據(jù)空間被分成兩個塊，稱為 X 和 Y 數(shù)據(jù)存儲器。每個存儲器塊都有自己的獨立地址生成單元（地址生成單元 AGU）.MCU 類的指令僅通過 X 存儲器 AGU 操作，它將整個數(shù)據(jù)空間作為一個線 性數(shù)據(jù)空間訪問。某些 DSP 指令通過 X 和 Y AGU 操作，以同時支持雙操作數(shù)的 讀操作，將數(shù)據(jù)空間分成兩部分。 dsPIC30F6014 還具有豐富的外設，可讓設備與 外界交換信息。 dsPIC30F6014 的外設功能是高電流灌入/源 I / O 引腳，5 個 16 位 定時器/計數(shù)器和 16 位定時器可以選擇配置為兩個 32 位定時器，3 線 SPI 模塊， 兩個可尋址 UART 模塊具有 200 Kips 的 FIFO 緩沖器和轉(zhuǎn)換速率，具有 16 個輸入 通道的 12 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A / D）。 A / D 模塊的配置：dsPIC30F6014 A / D 轉(zhuǎn)換器便于采集數(shù)據(jù)。 根據(jù)采集信號的采 樣率和量化后的數(shù)值格式[2]，主要工作是配置相關(guān)寄存器。按照以下步驟執(zhí)行 A / 5 D 模塊。 1.選擇電源電壓以符合模擬輸入的預期要求 2.選擇時鐘以使期望的數(shù)據(jù)速率與處理器時鐘匹配 3.確定如何采樣 4.確定如何將輸入分配給 S / H 通道 5.確定轉(zhuǎn)換結(jié)果將如何出現(xiàn)在緩沖區(qū)中 6.選擇中斷率 7.打開 A / D 模塊 軟件設計 設備配置 用戶可以使用設備配置寄存器來自定義設備的某些方面。 器件配置寄存器是 程序存儲器中的非易失性存儲單元。 它可以在斷電期間節(jié)省 dsPIC6014 配置。 配 置寄存器保存設備的全局配置信息，如振蕩器的來源，看門狗定時器的模式，代 碼保護等。 _FOSC(CSW_FSCM_OFF); // turn off failsafe _FWDT(WDT_OFF); // turn off watchdog _FBORPOR(PBOR_OFF); //power-up timer disable _FGS(CODE_PROT_OFF); //user program memory isn’t code-protected 配置 A / D 模塊：該系統(tǒng)主要使用 AN3-AN6 通道獲取電壓，電流，溫度和功率， 然后將數(shù)據(jù)存儲到 ADCBUF 并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⑻幚砥鳌?微芯片在 LCD 上顯 示數(shù)據(jù)。 根據(jù)以下步驟執(zhí)行 A / D 轉(zhuǎn)換。 ADCON2=0X042C; // V REFH = AVDD VREFL = AVSS ADCON3=0X000F; //Tad=8Tcy ADCON1=0X0044; //compare end sampling using timer3 ADCSSL=0X00F0; //scan input select from AN3, AN4, AN5, AN6 ADCON1bits.ADON=1; //turn on A/D A/D ISR 清除T3 IF位 清除AD IF位 計數(shù)器<16 將轉(zhuǎn)換結(jié)果寫入A/D轉(zhuǎn)換區(qū) 否 是 返回 圖 1 中斷服務流程圖 移植μC/ OS-Ⅲ：μC/ OS-Ⅲ移植有兩個主要的工作，一個是中斷處理程序的設計， 另一個是時間程序的設計。1.中斷處理程序的設計是嵌入式操作系統(tǒng)中硬件抽象層 的重要組成部分。對于μC/ OS-Ⅲ，每個中斷處理程序必須用匯編語言編寫。另外 處理中斷在不同的編譯器中是不一樣的。dsPIC 編譯器為每個中斷保留一個中斷向 量。當發(fā)生中斷時，它會自動跳轉(zhuǎn)到中斷向量。第一步是保存中斷場景，如果這 不是中斷嵌套，則保存任務堆棧的指針，清除中斷標志狀態(tài)，調(diào)用 C 中斷服務函 數(shù)，中斷退出）。如果這是中斷嵌套，則不會保存任務堆棧的指針，調(diào)用并處理 C 中斷服務函數(shù)。 2.系統(tǒng)時間的設計。與其他計算機操作系統(tǒng)一樣，μC/ OS-Ⅲ使 用硬件時間以毫秒時間中斷來實現(xiàn)系統(tǒng)時間。該設計在系統(tǒng)時間使用定時器 1。初 始化定時器的步驟如下：1 清除 TM R1 位 2 設置時間 1 中斷為所需優(yōu)先級 3 清除 時間 1 中斷狀態(tài)標志 4 啟用時間 1 中斷 5 啟動帶預分頻器設置和時鐘源設置的時 間 1.2 選擇內(nèi)部時鐘源。 3 設置分頻，中斷周期（10 ms），中斷優(yōu)先級。 3 清除 中斷標志位并使能中斷。 4 啟動一個計時器 μC/ OS-Ⅲ架構(gòu)：（1）APP.C 和 APP.H 是主要的應用程序文件。 （2）* .h 和* .c 是 CPU 制造商提供的庫文件。 （3）BSP.H 和 BSP.C 是目標電路板中外設 的接口功能。 （4）OS_CFG_APP.C 和其他文件是獨立于處理器且μC / OS-Ⅲ的 文件。 （5）OS_CPU.H 和其他文件是移植μC/ OS-Ⅲ時依賴于處理器并進行修改 的文件。 （6）CPU.H 和其他文件總結(jié) CPU 的主要功能，例如禁用和啟用中斷。 （8）μS/ CFG.H 和 OS_CFG_APP.H 主要定義μC/ OS-Ⅲ的特性，如空閑任務堆棧 大小節(jié)拍率，等等。 圖 2：μC/ OS-Ⅲ架構(gòu) 結(jié)論 本文詳細闡述了基于μC/ OS-Ⅲ的多通道數(shù)據(jù)采集的設計與實現(xiàn)。 本文實現(xiàn)了 dsPIC30F6014 的 4 通道數(shù)據(jù)采集。 實驗表明，該系統(tǒng)可以及時采集和處理多路數(shù) 據(jù)，并可以通過μC/ OS-Ⅲ操作系統(tǒng)調(diào)度多任務。 然后它符合電氣調(diào)節(jié)器的需要。 這種設計具有很強的通用性，只要用其他處理器芯片代替系統(tǒng)的微處理器--- dsPIC30F6014A，就可以通過根據(jù)本文描述的方法進行適當修改來實現(xiàn)實時信號采 集和存儲處理， 應用前景廣闊。 圖 3 運行系統(tǒng) 參考文獻 [1] Microchip Technology Inc． dsPIC30F Enhanced Flash 16-Bit Digital Signal Controllers General Purpose and Sensor Families Data Sheet ［EB/OL］．www.microchip.com，2006． [2] Wang fang.High-speed signal acquisition and processing system and its application. Northwestern polytechnic university .2006 [3] Wen xia Design and Implementation of the signal acquisition circuit [4] information on www.micrium.com [5] Jean J.Labrosse μC/OS-Ⅲ The Real-Time Kernel[M] Micriμm 2011