基于SmaU RTOS51的汽車動(dòng)態(tài)稱重儀的設(shè)計(jì)

通訊模塊采用MAX232，并采取光隔離設(shè)計(jì)，以提高儀表的抗干擾能力，如圖4所示。

3．4 按鍵和外部看門狗電路
鍵盤采用典型的4x4矩陣薄膜按鍵鍵盤，用來(lái)設(shè)置儀表參數(shù)。為了提高儀表的抗干擾能力，增強(qiáng)儀表的穩(wěn)定性，采用外部看門狗復(fù)位電路。選用的器件是MAX813，電路如圖5所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4．1 Small RTOS51簡(jiǎn)介
Small RTOS5l是一個(gè)專門為5l系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的嵌入式實(shí)時(shí)操作內(nèi)核，使用Keil編譯器可以直接使用其代碼，其特點(diǎn)：①公開(kāi)源代碼。只要遵循許可協(xié)議，任何人可以免費(fèi)獲得源代碼，便于用戶的二次開(kāi)發(fā)。②可移植性。用戶可以把與CPU有關(guān)的控制指令壓縮到最小?？梢允褂肁NSIC編寫(xiě)應(yīng)用程序，不僅簡(jiǎn)化了編程手段，而且便于程序移植。⑧可固化性。Small RTOS51為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以嵌入到產(chǎn)品中，成為產(chǎn)品的一部分。④占先式運(yùn)行。Small RT0S51可以管理16個(gè)用戶任務(wù)，每個(gè)任務(wù)可以設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)。Small RTOS5l總是運(yùn)行優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。⑤中斷管理。采用中斷管理方式．當(dāng)有更高級(jí)的中斷申請(qǐng)時(shí)，將目前正在執(zhí)行的任務(wù)掛起。如果優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)被中斷喚醒，則高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)在中斷嵌套結(jié)束后立刻執(zhí)行。中斷嵌套層數(shù)可達(dá)255層。若需要，可以禁止中斷的嵌套管理。⑥RAM需求小。SmallRTOS51為小RAM的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因而對(duì)RAM的需求只有幾百字節(jié)，相應(yīng)的系統(tǒng)服務(wù)也少。
4．2 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)
按照儀表所要實(shí)現(xiàn)的功能，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為多個(gè)并行的任務(wù)，占先式操作內(nèi)核對(duì)任務(wù)的調(diào)度是按照任務(wù)優(yōu)先權(quán)的高低進(jìn)行。這里將系統(tǒng)劃分為8個(gè)任務(wù)，按其優(yōu)先級(jí)從高到低的順序排序。用操作系統(tǒng)提供的任務(wù)建立函數(shù)OS一TaskCreate來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(1)Task_AD負(fù)責(zé)接收A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，即信號(hào)的采樣，并判斷是否為汽車軸重?cái)?shù)據(jù)，若是就保存。通過(guò)中斷服務(wù)程序接收A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，讀取完成會(huì)發(fā)一個(gè)信號(hào)量AD_Sem，Task_AD任務(wù)接收到AD_Sem信號(hào)量后開(kāi)始判斷是否保存數(shù)據(jù)。如果任務(wù)檢測(cè)到一個(gè)軸完整通過(guò)稱臺(tái)，就發(fā)送相應(yīng)軸的消息到數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
(2)Task_Identify負(fù)責(zé)識(shí)別汽車的軸型和汽車是否完全通過(guò)稱臺(tái)。根據(jù)國(guó)家規(guī)定，不同軸型的汽車限載不同，所以動(dòng)態(tài)稱重時(shí)，儀表要自動(dòng)識(shí)別汽車軸型，然后根據(jù)該軸型汽車的限重判斷其是否超載。該任務(wù)還通過(guò)掃描車輛分離器的信號(hào)，識(shí)別車輛是否完全通過(guò)稱重臺(tái)面。若識(shí)別到車輛完全通過(guò)稱臺(tái)，就發(fā)送End_Sem信號(hào)量。
(3)Task_Comm_Rece負(fù)責(zé)接收來(lái)自上位機(jī)的命令和回應(yīng)儀表的發(fā)送請(qǐng)求。儀表通過(guò)上位機(jī)發(fā)來(lái)的不同命令執(zhí)行相應(yīng)的操作。
(4)Task_Key負(fù)責(zé)按鍵的掃描和識(shí)別。
(5)Task_Data負(fù)責(zé)稱重?cái)?shù)據(jù)的處理。當(dāng)該任務(wù)接收到來(lái)自Task_AD任務(wù)發(fā)送的軸信息后，開(kāi)始處理該軸的數(shù)據(jù)。通過(guò)稱重算法計(jì)算出該軸的重量。并將重量以信息的方式發(fā)送給Task_Display任務(wù)。
(6)Task_Display負(fù)責(zé)顯示重量和參數(shù)。該任務(wù)接收到數(shù)據(jù)處理發(fā)來(lái)的信息，將顯示該軸的重量，如果儀表檢測(cè)到汽車已完全通過(guò)稱臺(tái)，顯示汽車總重。如果Task_Key任務(wù)掃描到參數(shù)鍵按下時(shí)，切換到參數(shù)顯示狀態(tài)。
(7)Task_End負(fù)責(zé)汽車完全通過(guò)稱臺(tái)后的一系列處理工作，包括總重累加，軸組重量統(tǒng)計(jì)，軸型統(tǒng)計(jì)。處理完后向數(shù)據(jù)通訊信息隊(duì)列發(fā)送信息，通知數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)向上位機(jī)發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)。
(8)Task_Comm_Send負(fù)責(zé)向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)該任務(wù)接收到通訊消息后，根據(jù)不同的信息值向上位機(jī)發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，例如，若汽車正向通過(guò)稱重臺(tái)面，則通訊信息值為1，Task_Comm_Send接收到該消息后會(huì)向上位機(jī)發(fā)送車輛的重量信息和軸型信息。若汽車反向通過(guò)稱重臺(tái)面，則通訊信息值為0，Task_Comm_Send接收到該信息會(huì)向上位機(jī)發(fā)送車輛的倒車信息。