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嵌入式实时操作系统在温度测量系统中的应用研究

刘俊  
【摘要】:随着半导体技术的发展,以单片机为主体,将计算机技术与测量控制技术结合起来组成的智能仪表在生产中得到了广泛的应用。这些智能仪表自身带有微处理器,在结构上自成一体,能独立进行测试,使用灵活方便,仪表的功能主要由系统软件决定。嵌入式实时系统作为计算机应用的一个崭新领域,以其简洁、高效等特点越来越多地受到人们的广泛关注。在智能仪表中移植嵌入式实时操作系统使得仪表的功能更加灵活,并且使软件开发变得规范、容易测试,有利于实现模块化编程和缩短开发周期。 工业生产中温度是最基本的检测参数之一。温度的检测和控制直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术指标相联系。由于温度仪表的重要性,温度检测类仪表的研制和创新一直受到广泛的关注。本文以温度巡检仪为对象,对智能仪表和嵌入式实时操作系统的特点、现状和发展趋势进行了论述,详细的介绍了温度巡检仪的系统功能和硬件设计,对嵌入式实时操作系统在智能仪表上的使用和软件实现进行了研究。在温度巡检仪中采用了Small RTOS51嵌入式实时操作系统作为软件开发平台,研究Small RTOS51的在MCS—51芯片上的移植、配置和裁剪,分析使用嵌入式实时操作系统的优势。系统软件设计时按照软件工程的方法对系统进行结构设计,根据系统需求对系统进行功能分解和任务划分。文中还对在Small RTOS51软件开发平台上各种外设芯片驱动程序的实现,以及在保证系统的实时性的前提下对测温元件的热电势一温度函数关系的软件线性化处理方法进行了研究。最后对影响系统实时性和仪表测量精度的因素进行了分析。 科学技术的不断发展对温度的检测和控制要求不断提高,主要表现在精度、响应速度、系统稳定性以及适应能力等方面。在温度巡检仪中移植嵌入式实时操作系统可方便的使用软件的方法对仪表的功能和行为进行控制,缩短了智能仪表的开发周期,提高了仪表的稳定性、可靠性和可维护性。本仪器的设计和实现,是一次有意义的成功的尝试,对国产电力智能仪器仪表的技术进步有一定的参考价值。


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