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1、 . . . 学号： 06437107 常 州 大 学 毕业设计（论文）（2010届）题 目 C/OS-II下温度监控系统设计 学 生 王 彦 婕 学 院 信息科学与工程学院 专 业 班 级 通信061 校指导教师 万 军 专业技术职务 讲 师 校外指导老师 专业技术职务 二一年六月. . . . C/OS-II下温度监控系统设计摘 要：随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也获得广阔的发展空间，前嵌入式技术已成为通信和消费类产品的主流技术。C/OS-II是专为微控制器系统和软件开发而设计的公开源代码的抢占式实时多任务操作系统核，和linux等其他实时操作系统相比具有执行效率高、占用
2、空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点， 最小核可编译至 2KB 。本文详细阐述了监控系统组成结构和软硬件设计。系统设计的硬件包括电源模块、显示模块、温度采集模块、超限报警模块、按键控制模块、JTAG电路和主处理芯片。系统软件设计首先完成C/OS-II嵌入式实时操作系统的移植，并设计了4个任务，分别是温度检测任务、显示任务、报警设置任务和按键任务4个任务组成。检测任务采集温度送至控制器。显示任务实现温度实时显示。报警设置任务设置温度上限和下限，如果超出限值则报警。系统移植C/OS-II嵌入式实时操作系统成功，按键响应及时，温度显示清晰稳定。关键词：C/OS-II； DS18B20；温度监控；S
3、TM32F103CBT6C / OS-II Temperature Monitoring SystemAbstract：With the information, intelligence, network development, embedded systems technology has won broad space for development. the former communications and embedded technology has become mainstream consumer products. C / OS-II is designed for m
4、icro-controller system and open source software designed for preemptive multitasking real-time operating system kernel.Compared with other real-time operating systems such as linux with the implementation of high efficiency, small footprint, real-time performance and superior scalability and so on.
5、the minimum core can be compiled from 2KB. This paper describes the structure and composition of the monitoring system software and hardware design. System hardware including power modules, display module, temperature data acquisition module, limit alarm module, key control module, JTAG circuit and
6、the main processing chip. System software design to complete the C / OS-II real-time embedded operating system migration. Second, the design of the four tasks namely the temperature detection task, showing task, Alarm set task and key tasks 4 tasks. The task of collecting temperature sent to the con
7、troller detected. The task of achieving real-time display shows temperature. Warning establishment duty establishment temperature maximum and minimum value, if surpasses the limiting value to report to the police. System Migration C / OS-II real-time embedded operating system, the success of key res
8、ponse time, clear and stable temperature display.Keywords: C / OS-II; DS18B20; temperature monitoring; STM32F103CBT6目次III1 引言12嵌入式32.1嵌入式系统32.1.1嵌入式系统的分类32.1.2嵌入式系统设计的特点32.1.3相关处理器42.2嵌入式操作系统C/OS-II52.2.1 嵌入式操作系统52.2.2 实时操作系统52.2.3 C/OS-II 嵌入式操作系统简介62.2.4 嵌入式系统编程语言的选择83 系统硬件设计93.1电源模块93.2LED显示模块103.
9、3超限报警模块113.4按键控制模块113.5输入控制模块113.6温度采集模块123.6.1 DS18B20概述123.6.2测温操作133.7主处理芯片143.8硬件PCB设计164系统软件设计174.1 C/OS-II 的移植174.2板级移植驱动194.3 实时任务的编写194.3.1按键设置任务204.3.2显示任务204.3.3温度采集任务214.3.4报警任务214.4 板级库文件的设计214.4.1 KeyTask()函数214.4.2 ShowTask()函数234.4.3TempTask()函数254.4.4WarnTask ()函数255系统调试266 总结29参 考 文
10、 献30致 311 引言嵌入式系统开始于20世纪80年代单片机使用。现在已经渗透到各个领域，且与人们的人常生活密不可分，给人们的生活和工业生产带来极大的方便，虽然普通的单片机的功能强大，从信号采集、处理到传输都能由嵌入式系统完成。但是，随着网络时代的到来，许多电子设备需要联网和更智能化，更强的计算能力，比如音频、视屏的数据采集、处理和传输；丰富的图形界面等，因此，嵌入式系统的运用更为广泛。随着电子技术的进步，芯片的制造成本大大降低，而功能却更加强大，16位和32位的嵌入式微处理器逐渐成为嵌入式系统设计的主流。但是，只有嵌入式微处理器是不够的，还需要有一个运行于嵌入式微处理器上的操作系统。其收入
11、是操作系统要有良好的可移植性，能够用在根据应用要求选择的微处理器中。当今嵌入式系统(单片机)集成越来越多资源，部存储资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，同时系统也更加稳定，目前该方向既是发展为SOC(片上系统)。而且其抗干扰能力加强，使得它更加适合工业控制领域，具有更加广阔的市场前景。再次嵌入式系统（单片机）提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵的时间。随着嵌入式系统的发展在线仿真变得容易。用户一旦开发一个比较大的系统，开发调试变得非常复杂，同时由于嵌入式系统（单片机）资源有限，不能像PC一样直接调试自己的软件，于是出现了品
12、种繁多的专业仿真器，为用户的开发提供了强大功能，加速了开发过程，降低了开发难度，同时这类仿真器也给中小型用户带来沉重的经济负担，目前已经有公司推出了可以在线调试的嵌入式系统（单片机）这类嵌入式系统（单片机）采用标准JTAG接口，JTAG是一种标准（IEEE 1149.1），视为测试芯片而制定的，目的是用TCK、TDI、TD0和TMS四个信号来测试芯片的部状态，为什么测试芯片还需要专门制定标准呢？这是因为复杂的芯片引脚太多，特别是还有些芯片一旦安装到多层电路板上就无法看到引脚，更不要说测量了，这时候就可以在计算机软件的支持下通过JATA接口，对芯片进行测量，如果各个公司的芯片都符合该标准，就可以
13、将各个芯片的JTAG口串联起来（又称菊花链），无论是在电路板上有多少芯片，只需要4个引脚，就可以测量电路板上的所有芯片。既然可以测量芯片，当然可以将数据写入芯片，在可编程逻辑器件的数据下载中也使用了JTAG接口，出现了在系统编程（ISP）的概念，也就是就是可编程逻辑器件安装到了系统中，也可以对其部电路进行修改，JTAG技术和EDA软件的进步，使可编程逻辑器件的开发与使用得到快速的发展。随着单片机的发展，人们对事物的要求越来越高，单片机的应用软件技术也发生了巨大的变化，从最初的汇编语言，开始演变到C语言开发，不但增加了语言的可读性，结构性，而且对于跨平台的移植也提供了方便，另外一些复杂的系统开始
14、在单片机上采用操作系统，一些小的RTOS等，一方面加速了开发人员的开发速度，节约开发成本，另外也为更复杂的实现提够了可能。当前比较流行的RTOS有：WINCE、uCLinux、Linux、C / OS-II等等。目前低端定位的单片机仍然走俏，但高端的单片机(微处理器)却是风起云涌，SOC 技术的发展，现代电子技术应用中包含了硬件(HW)、硬件加软件(HW+SW)、固件(FW)3 个层次。这3 个层次也可以说是现代电子技术应用的3 个发展阶段。自1997 年以来，电子技术应用又增加了一个新的层次片上系统(SOC)层次。SOC 技术概念和应用技术层次的出现，标志着现代电子技术应用进入了SOC 阶段。在本次毕业设计中，设计者使用ARM 32位Cortex-M3为核心的STM32F103CBT6芯片移植C / OS-II操作系统，各种外界扩展I/O口实现在操作系统上多任务实时任务的并发执行。
