基于MSP430的低功耗儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3 低功耗系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和一般的程序設(shè)計(jì)不同,既有各種計(jì)算程序、控制策略程序的設(shè)計(jì),還要結(jié)合具體的硬件電路進(jìn)行各種輸入輸出程序設(shè)計(jì)。本儀表系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將各功能模塊設(shè)計(jì)為獨(dú)立的編程調(diào)試程序塊,這樣有利于今后實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展,而且便于調(diào)試和連接,更有利于程序的移植和修改。

　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)使用的是適用于MSP430系列的C語(yǔ)言,這種C語(yǔ)言與標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言兼容程度很高。開(kāi)發(fā)平臺(tái)使用的是IAR公司專(zhuān)為MSP430系列提供的集成調(diào)試環(huán)境Embedded Workbench和C語(yǔ)言調(diào)試器C-SPY。

　　3.1 基于時(shí)間觸發(fā)的混合式調(diào)度介紹

　　調(diào)度器就像是一個(gè)簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng),可以周期的或單次的調(diào)用任務(wù)。實(shí)際上,調(diào)度器就是一個(gè)許多不同任務(wù)共享的定時(shí)中斷服務(wù)程序,只要初始化一個(gè)定時(shí)器,就可以調(diào)度多個(gè)任務(wù)。任務(wù)的特征分為4部分:任務(wù)函數(shù)的指針,延遲時(shí)間,任務(wù)執(zhí)行周期和任務(wù)可否執(zhí)行標(biāo)記。調(diào)度器通過(guò)定時(shí)器產(chǎn)生一定的時(shí)間間隔,根據(jù)任務(wù)可否執(zhí)行標(biāo)記來(lái)判斷并調(diào)度要執(zhí)行的任務(wù)。

　　本通用智能終端中,任務(wù)AD轉(zhuǎn)換、開(kāi)關(guān)量采集、LCD顯示、輸出控制等是合作式任務(wù),按照延遲時(shí)間和周期來(lái)順序執(zhí)行;鍵盤(pán)掃描分解成短任務(wù)處理;485通信為中斷式任務(wù),執(zhí)行上位機(jī)命令任務(wù),實(shí)際上大部分命令任務(wù)都是根據(jù)命令要求,改變某些變量或寄存器的內(nèi)容,執(zhí)行速度很快,可以每來(lái)一次命令執(zhí)行一次,屬于單次任務(wù)。由系統(tǒng)任務(wù)和調(diào)度器設(shè)計(jì)原則,給出調(diào)度器任務(wù)的屬性列表如表2所示。

　　表2 任務(wù)屬性表

3.2 主程序設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)采用時(shí)間觸發(fā)的混合式調(diào)度器系統(tǒng),調(diào)度器根據(jù)任務(wù)的執(zhí)行周期和延遲時(shí)間來(lái)順序調(diào)度并執(zhí)行任務(wù),保證一次只處理一個(gè)事件,降低了CPU的負(fù)荷,減少了存儲(chǔ)器的使用量,從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和擴(kuò)展性,并使得系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主程序主要包括系統(tǒng)初始化子程序和任務(wù)函數(shù)調(diào)度子程序。系統(tǒng)主程序流程如圖5所示

4 總結(jié)

　　通過(guò)對(duì)影響系統(tǒng)功耗的各種因素的分析,確定了要從硬件選擇和軟件設(shè)計(jì)兩方面同時(shí)考慮、軟硬結(jié)合來(lái)最大限度的降低功耗。本文研究的多用途低功耗儀表系統(tǒng), 可作為我國(guó)的水表、燃?xì)獗怼崃勘?、電能表以及各種檢測(cè)儀、監(jiān)控器等急需電子智能化的實(shí)現(xiàn)方案。

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn): 本文以降低功耗作為主要目標(biāo),所研究的多用途低功耗儀表系統(tǒng),是便攜式、低功耗設(shè)備的一個(gè)比較具體的通用型實(shí)現(xiàn)方案。只要根據(jù)實(shí)際需要加上相應(yīng)的傳感器和修改一下具體軟件,該系統(tǒng)能夠方便的應(yīng)用于需要電池供電的多種檢測(cè)設(shè)備。