監(jiān)控系統(tǒng)的軟件架構(gòu)

　　從均質(zhì)器的技術(shù)要求可以看出，這是一個(gè)典型的多任務(wù)系統(tǒng)，涉及樣品室的溫度監(jiān)控、定時(shí)器的運(yùn)行、運(yùn)行速率模擬光標(biāo)以及鍵盤的響應(yīng)等任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性均有一定的要求。此外，電機(jī)的軟啟動(dòng)和調(diào)速，也要求系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)服務(wù)。為此，監(jiān)控軟件采用MXT•RTOS51實(shí)時(shí)系統(tǒng)，一共建立了包括命令任務(wù)command()等六個(gè)用戶任務(wù)，其中五個(gè)任務(wù)在系統(tǒng)boot時(shí)創(chuàng)建，測溫任務(wù)在命令任務(wù)中創(chuàng)建。

　　系統(tǒng)軟件依照MXT•RTOS51要求分為用戶代碼、BSP包和實(shí)時(shí)系統(tǒng)三塊，分別置于“user”“BSP”“ERTOS”三個(gè)文件夾下(見圖2)。

　　用戶任務(wù)代碼的編寫與嵌入

　　用戶任務(wù)直接在MXT•RTOS51實(shí)時(shí)系統(tǒng)的模板上編寫。首先是在頭文件中定義鍵盤，然后按照鍵名在模板上填寫與功能相關(guān)的消息代碼。以停止鍵和低速鍵為例：根據(jù)已定義的“STOP”和“SLOW”鍵(文件片段見圖3)，在鍵盤預(yù)處理key_pre()任務(wù)中“按鍵抬起有效”的項(xiàng)下填寫預(yù)處理代碼，處理完后向命令任務(wù)command()發(fā)送停止計(jì)時(shí)“Timing_Stop”或改變速率“Change_Ratio”消息(代碼片段見圖4)。

　　命令任務(wù)command()其實(shí)就是用戶程序，是直接面向監(jiān)控對(duì)象的，屬于并行多分支選擇模式。MXT•RTOS51實(shí)時(shí)系統(tǒng)的模板把這些用戶程序以swtch/case方式表達(dá)，一個(gè)case就是一個(gè)獨(dú)立的用戶程序，與其它用戶程序在時(shí)間、邏輯上毫無關(guān)聯(lián)，甚至沒有對(duì)相關(guān)的口線、寄存器等硬件的操作代碼(代碼片段見圖5)。由于層次結(jié)構(gòu)清楚以及與硬件的無關(guān)性，這些代碼編寫、維護(hù)十分方便，也完全可以在不同硬件平臺(tái)之間移植。事實(shí)上，無菌均質(zhì)器這部分監(jiān)控代碼就是在“時(shí)代民芯開發(fā)板上編寫、調(diào)試的，當(dāng)均質(zhì)器硬件板出來后，直接移植到目標(biāo)板上，與BSP包一起編譯即形成可執(zhí)行代碼，實(shí)現(xiàn)了軟硬件開發(fā)的并行工程。

　　結(jié)語

　　MXT•RTOS51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和MXT8051單片機(jī)在無菌均質(zhì)器監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用表明，由于該系統(tǒng)集合了操作系統(tǒng)和SoC資源的雙重優(yōu)勢，大大簡化了硬件的設(shè)計(jì)、減少了軟件開發(fā)的工作量，可為同類生物電子儀器的系列化開發(fā)提供借鑒。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]《基于時(shí)代民芯SOC的MXT•RTOS51實(shí)時(shí)系統(tǒng)》 康祖令 東南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 2010.02

　　[2]《MXT•RTOS51實(shí)時(shí)系統(tǒng)程序手冊(cè)》大賽“生物電子”隊(duì)作品 2010.02