基于μC/OS-II的温度采集系统设计+电路图(2)
4.6 时钟芯片DS1302 38
4.7 本章小结 47
5 μC/OS-II移植及应用 49
5.1 μC/OS-II简介 49
5.2 μC/OS-II移植 49
5.3 系统级软件设计 51
5.4 软硬件兼容性说明 55
5.5 本章小结 55
结 论 56
致 谢 57
参 考 文 献 58
附录A 系统完整原理图 60
附录B 仿真结果图（阈值设为28℃） 61
1 绪论
1.1 研究背景及意义
随着计算机技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及，数据采集与处理系统得到了广泛的应用。例如：在生产过程中，应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品质量、降低生产成本提供信息和手段；在科学研究中，应用这一系统可获得大量的动态信号，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获得科学奥秘的重要手段之一。
本课题旨在采集温度数据，传统的温度测量，都是基于裸机的温度采集系统，这种实现方式需要设计者自行合理地分配CPU的资源，在进行多任务处理时其功能的实现往往比较困难。目前，由于相关技术的进一步发展，嵌入式系统的硬件规模越来越大，功能越来越强，从而给运行嵌入式操作系统提供了物质保证。所谓嵌入式操作系统，即运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的软件系统[1]。
本课题设计了一款基于μC/OS-Ⅱ的温度采集系统，其中，µC/OS-II是一款源码公开、可移植、可固化、可裁剪、抢占式、支持多任务的实时操作系统。它包含实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步（信号量、邮箱、消息队列）和内存管理等功能。目前，该操作系统广泛应用于仪表仪器中[2]。通过µC/OS-II来管理所设计的系统任务，可以将任务调度工作交由操作系统来完成，从而降低了系统设计难度，提高了编程效率，整个系统可文护性也大大增强。
此外，本课题设计的温控系统具有很大的实际应用价值，时间是人们日常生活中常常需要关注的信息，温度传感器可用于蔬菜大棚、仓库、电力设施、发动机、汽车轮胎、制冷设备的温度检测，温控系统则可以作为电脑排风扇用以降温散热。同时，系统通用性强，同一张板卡，外接不同的传感器电路，可以应用于多种场合。例如：可利用振动传感器、电量传感器等输入多种物理量，如振动加速度、位移、相位、转速、温度、压力、流量、电压、电流和功率等，形成多参数监测系统。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要的研究内容
本课题设计了一款基于µC/OS-II的温度采集系统，主要内容分为三部分：硬件设计、软件设计、µC/OS-II的移植以及应用。在设计过程中，先对硬件各模块进行设计仿真，并编写驱动程序对各模块进行软件验证，最后将µC/OS-II移植到单片机上完成系统功能。
1.3.1 硬件设计
基于Proteus完成项目系统的硬件设计与仿真，该系统以MCS-51系列单片机为主控芯片，结合电源模块、时钟芯片、温度采集模块、蜂鸣器报警电路、直流电机驱动电路以及LCD人机交互界面完成设计。电源模块以工频交流电作为输入，经过降压、整流、滤波、稳压后输出5V系统电压；蜂鸣器报警电路以及直流电机驱动电路提出了多种设计方案进行比较并作出选择。