基于实时操作系统μc/os-ii的智能窗系统的设计

　　随着电子技术的发展和人民生活水平的不断提高，智能窗已经越来越多地被用到了现代智能化建筑中，他提供住户一个安全、方便的环境。据统计，在未来的几年内，安装智能窗的用户将不断增加。本文讨论了一种基于实时操作系统μC/OS-II的智能窗设计方法。

　　1 系统硬件设计

　　本系统功能如下：手动按钮开关窗户;红外遥控窗户的开关;雨天能够自动把窗户关闭;检测到可燃气体自动把窗户打开;遇有盗情，会发出刺耳的报警声，把窗户关闭，并发送一条短消息给住户。CPU的选择是嵌入式系统开发的关键所在。本系统的CPU采用了ATMEL公司生产的AT89S51单片机。主要基于以下几点考虑;相比其他CPU价格便宜;经过扩展后可以移植操作系统μC/OS-II;51单片机在国内研究的较早，技术成熟。系统还包括电源、存储、按键、煤气、湿度、盗情、电机等基本模块。系统架构如图1所示。

　　2 系统软件设计

　　2.1 μc/os—II的移植

　　μC/OS-II是一个可移植(portable)、可固化的(rom-able)和占先式的(preemptive)实时内核，最多可以管理64个任务。μC/OS-II的源代码公开，绝大部分代码使用标准的ANSIC书写，所以可以方便地移植到很多不同种类的处理器或控制器上。μC/OS-II中的任务包括休眠态、就绪态、运行态、挂起态和被中断态5种状态。所谓移植就是编写与处理器相关的代码，分别是头文件OS_CPU.H、汇编文件OS_CPU_A.ASM和C语言源文件OS_CPU_C.C。

　　①在OS_CPU.H中定义相关的宏，声明LM3S615能够识别的数据类型和堆栈增长方向。

　　②在OS_CPU_C. C中定义6个函数：OSTaskStklnit()、OSTaskCreateHook()、OSTaskSwHook()、OSTaskDelHook()、OSTaskStatHook()、OSTimeTickHook()。

　　③在0S_CPU_A.ASM中修改以下5个汇编函数：OS ENTER_CRITICAL()、0S_EXIT_CRITICAL()、OS_StartHighRdy、OSCtxSw、OSIntCtxSw。

　　④在主头文件INCLUDES.H中增加OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和0S_CPU_A.ASM。

　　⑤在配置文件OS_CFG.H中定义最大事件数、最多内存分块数、最多消息队列数、最多任务数、最低任务优先级、是否允许信号量使能、是否允许邮箱使能、是否允许消息队列使能、时钟节拍数以及其他的一些配置。通过修改这些设置，可对μC/OS—II进行裁减，使之适应本系统的具体需要。

　　2.2 μC/OS—II下多任务机制的实现

　　根据系统的功能模块，可将整个系统划分为几个并行存在的任务来运行，各个任务完成相对独立的功能。μC/OS—II是占先式操作系统，对任务的调度是按优先权的高低进行的，优先权的设置按照整个系统运行的时序来确定，对系统安全运行较重要和对实时性要求较严格的任务设成较高的优先级。各任务优先级由高到低依次为：煤气处理任务、盗情处理任务、下雨处理任务、大风处理任务、红外遥控任务、电机开窗任务、电机关窗任务、短信任务。在系统运行过程中，各任务的优先级固定不变。CPU对大多数事件的处理都放在任务中完成，而各个任务由对应的信号量激活。信号量可以由任务或外部中断来发送。