發(fā)布時間：2018-10-14 13:16

【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)正不斷滲透到人們生活和工作的各個領(lǐng)域。便攜式PID報警儀就是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的一個典型例子,大量用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)保健、石油化工等領(lǐng)域的VOC等有害物質(zhì)檢測。然而我國該類儀器同國外還有很大的差距,一個重要的原因就是嵌入式軟件控制系統(tǒng)遇到瓶頸。傳統(tǒng)的檢測器一般采用前后控制系統(tǒng),該類系統(tǒng)代碼量大、不易移植和維護、開發(fā)周期長、擴展難度大等問題,越來越無法滿足檢測器發(fā)展需求。因此,檢測器產(chǎn)品在軟件控制上有必要引入新的設(shè)計思想和方法,即應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)。 Freescale MQX操作系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)中的一種,具有明顯的優(yōu)勢。它是一款源碼開放、功能齊全、完全免費的操作系統(tǒng),自帶TCP/IP堆棧庫、USB堆棧庫等,可以滿足各種應(yīng)用場合。它支持Freescale推出的輕量級、低開銷、低配置的eGUI,可以提供友好的人機界面及實現(xiàn)產(chǎn)品人機交互。同時,它提供的一整套應(yīng)用編程接口(API)和模塊化、基于組件的架構(gòu)大大提高開發(fā)效率、降低開發(fā)難度。另外,它根據(jù)不同的硬件平臺提供了完整的平臺支持包(PSP)和板級支持包(BSP),從而縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,加快產(chǎn)品上市。因此,在便攜式儀表中應(yīng)用MQX操作系統(tǒng)是一個很好的選擇。 本文首先介紹了MQX操作系統(tǒng)的組織架構(gòu)、存儲機制、任務(wù)同步機制、中斷和異常處理方法等；詳細(xì)描述MQX操作系統(tǒng)的啟動過程、系統(tǒng)運行機制、用戶任務(wù)運行和調(diào)度方法等內(nèi)容；給出MQX操作系統(tǒng)支持的開發(fā)環(huán)境及本文所用的開發(fā)環(huán)境。 其次,對PID報警儀硬件系統(tǒng)進行設(shè)計。介紹PID檢測器的原理和特點及報警儀基本工作原理；介紹基于MCF52259微處理器的硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),詳細(xì)闡述電路各個子系統(tǒng),包括：核心控制系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng),電源管理系統(tǒng)等。 接著,對報警儀嵌入式軟件系統(tǒng)進行詳細(xì)設(shè)計。根據(jù)報警儀待實現(xiàn)的基本軟件需求對嵌入式軟件系統(tǒng)功能進行深入分析,包括PID校正系數(shù)與氣體標(biāo)定、存儲功能、數(shù)據(jù)處理及算法、泵的PWM波控制等；給出了MQX操作系統(tǒng)下主構(gòu)建板級支持包包(BSP)的方法和詳細(xì)步驟；根據(jù)MQX操作系統(tǒng)驅(qū)動程序設(shè)計方法,開發(fā)了本系統(tǒng)在MQX操作系統(tǒng)下內(nèi)部模組和外部模組的驅(qū)動程序；采用狀態(tài)機的方法開發(fā)了適合本系統(tǒng)的人機界面,實現(xiàn)人機交互使系統(tǒng)更加友善；同時,開發(fā)了適合本系統(tǒng)應(yīng)用的TCP/IP簡單協(xié)議棧；根據(jù)硬件模塊及軟件系統(tǒng)分析對應(yīng)用程序進行任務(wù)劃分,詳細(xì)設(shè)計各個任務(wù)并給出了關(guān)鍵任務(wù)的程序流程圖。 最后,對嵌入式軟件系統(tǒng)進行測試及結(jié)果分析。本文對系統(tǒng)進行了一系列的測試實驗,文中給出了系統(tǒng)關(guān)鍵部分的測試和結(jié)果分析,包括：鍵盤測試、人機界面測試、采樣泵PWM波測試、信號采樣與存儲測試、以太網(wǎng)通信測試等；總結(jié)了自己所做工作,并針對研究的不足提出展望。 本文以Freescale32位處理器MCF52259為硬件平臺引入Freescale MQX嵌入式操作系統(tǒng)基本實現(xiàn)了便攜PID報警儀功能。由于MQX操作系統(tǒng)發(fā)行時間短,國內(nèi)對其研究甚少,所以本文將MQX操作系統(tǒng)應(yīng)用在便攜PID報警儀中具有一定的研究和應(yīng)用價值。
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【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP368.1;TP311.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2270573