單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理

　　假設(shè)在前文所述的大容量測(cè)試系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用１６位地址的單片機(jī)，利用分頁(yè)存儲(chǔ)模式對(duì)５１２ＫＢ掉電保護(hù)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)。將存儲(chǔ)器分為１６個(gè)頁(yè)面（００Ｈ～０ＦＨ），每個(gè)頁(yè)面地址為００００Ｈ～７ＦＦＦＦＨ，共計(jì)３２ＫＢ。此時(shí)系統(tǒng)利用ｍａｌｌｏｃ（）可以在未被使用的空間中開(kāi)辟一段存儲(chǔ)空間，但是該函數(shù)返回的地址指針是隨機(jī)的，有可能將空間分配在系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別的區(qū)間（如７ＦＦＦＨ～ＦＦＦＦＨ），因此不能滿足需要。另外，由于系統(tǒng)中存儲(chǔ)器具有掉電保護(hù)功能，ＣＰＵ在重新上電后將無(wú)法識(shí)別已保存測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，從而使ｍａｌｌｏｃ（）函數(shù)失去意義。因此，還是以數(shù)據(jù)引導(dǎo)表為基礎(chǔ)來(lái)建立存儲(chǔ)空間的管理函數(shù)。其具體功能的實(shí)現(xiàn)都依賴于函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)引導(dǎo)表中各個(gè)記錄的操作，程序如下：

　?。觯铮椋洹。恚撸幔欤欤铮悖ǎ酰椋睿簦螅椋?，ｕｃｈａｒｐａｇｅ）／／開(kāi)辟存儲(chǔ)空間的函數(shù)

　?。觯铮椋洹。恚撸妫颍澹澹ǎ觯铮椋洌洌幔簦幔穑撸妫颍澹?，ｕｃｈａｒｐａｇｅ）／／釋放已開(kāi)辟存儲(chǔ)空間的函數(shù)

　?。觯铮椋洹。颍澹撸幔欤欤铮悖ǎ觯铮椋洌洌幔簦幔穑撸颍澹酰椋睿簦螅椋?，ｕｃｈａｒｐａｇｅ）／／重新開(kāi)辟存儲(chǔ)空間的函數(shù)

　　以ｍ＿ａｌｌｏｃ（）函數(shù)為例，其程序流程圖如圖２所示。

　　圖２　開(kāi)辟存儲(chǔ)空間函數(shù)ｍ＿ａｌｌｏｃ（）的程序流程

　　當(dāng)系統(tǒng)需要為某一結(jié)點(diǎn)開(kāi)辟存儲(chǔ)空間時(shí)，首先給出指定的存儲(chǔ)空間頁(yè)面ｐａｇｅ和需要開(kāi)辟空間的長(zhǎng)度ｓｉｚｅ，然后通過(guò)ｍ＿ａｌｌｏｃ（）函數(shù)在相應(yīng)頁(yè)面的引導(dǎo)表內(nèi)查詢是否有合適的存儲(chǔ)空間。由于引導(dǎo)表中每個(gè)記錄都代表一段已被分配的連續(xù)的地址區(qū)間，因此ｍ＿ａｌｌｏｃ（）函數(shù)會(huì)從第一個(gè)記錄開(kāi)始判斷每?jī)蓚€(gè)相鄰記錄之間未被分配空間的長(zhǎng)度是否滿足系統(tǒng)的需要。當(dāng)有一對(duì)記錄滿足條件時(shí)，ｍ＿ａｌｌｏｃ（）函數(shù)會(huì)返回該段未被分配存儲(chǔ)空間的首地址（即前一個(gè)記錄的末地址）指針，同時(shí)在這兩個(gè)記錄中間插入此次開(kāi)辟空間段的新記錄。如果該頁(yè)面引導(dǎo)表的所有記錄都不滿足條件，則ｍ＿ａｌｌｏｃ（）函數(shù)返回空指針。ｒｅ＿ａｌｌｏｃ（）函數(shù)和ｍ＿ｆｒｅｅ（）函數(shù)分別完成重新分配指定首地址的一段存儲(chǔ)空間和刪除指定首地址的一段存儲(chǔ)空間的操作。其功能和用法與ｍ＿ａｌｌｏｃ（）類似，不再贅述。

　　鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)管理系統(tǒng)在實(shí)際操作中的應(yīng)用

　　利用上文所述的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在大容量測(cè)試系統(tǒng)中應(yīng)用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，這樣做的好處在于能夠有效地簡(jiǎn)化系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過(guò)程，有利于執(zhí)行多項(xiàng)指令操作，提高系統(tǒng)存儲(chǔ)空間的利用率。

　?。樱疲睹芏壤^電器校驗(yàn)系統(tǒng)

　　如圖３所示，ＳＦ６密度繼電器校驗(yàn)系統(tǒng)由５１系列單片機(jī)、５１２ＫＢ掉電保護(hù)存儲(chǔ)器、打印機(jī)、時(shí)鐘系統(tǒng)和ＬＣＤ組成，配有高精度的數(shù)字式壓力傳感器和溫度傳感器，可以通過(guò)４８５總線與上位機(jī)通信。該系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌愋偷拿芏壤^電器進(jìn)行校驗(yàn)，滿足各種額定參數(shù)和接點(diǎn)數(shù)目的需要，在校驗(yàn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示、打印數(shù)據(jù)等多項(xiàng)功能；對(duì)同一繼電器能夠保存多組校驗(yàn)數(shù)據(jù)，最多可保存４０００多條校驗(yàn)數(shù)據(jù)；對(duì)于所有的校驗(yàn)記錄，都可以隨時(shí)進(jìn)行查詢；另外，在與上位機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，有相應(yīng)的上位機(jī)軟件對(duì)下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)器空間查詢和數(shù)據(jù)刪除等操作。

　　圖３?。樱疲睹芏壤^電器校驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　具體來(lái)講，ＳＦ６密度繼電器校驗(yàn)系統(tǒng)以ＳＦ６密度繼電器作為校驗(yàn)對(duì)象，校驗(yàn)結(jié)果包含ＳＦ６氣體的壓力值和溫度值，因此將每個(gè)校驗(yàn)對(duì)象的校驗(yàn)結(jié)果抽象為一個(gè)數(shù)據(jù)元素，分別包括該校驗(yàn)對(duì)象的測(cè)試信息（如測(cè)試日期，繼電器的測(cè)試序號(hào)、接點(diǎn)數(shù)目和額定參數(shù)信息）和一組或多組的測(cè)量值信息（如校驗(yàn)次數(shù)、報(bào)警、閉鎖１、閉鎖２、超壓接點(diǎn)分別動(dòng)作、返回時(shí)的壓力值和溫度值）。系統(tǒng)以每個(gè)數(shù)據(jù)元素為結(jié)點(diǎn)建立鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)上述的管理存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)管理存儲(chǔ)空間的分配，這樣既能保證有效、合理地保存校驗(yàn)數(shù)據(jù)，又能很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)刪除以及與上位機(jī)通信等操作，使系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效可靠。

　　非線性邏輯結(jié)構(gòu)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

　　當(dāng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)面臨非線性邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)元素時(shí)，必須要采取非順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)來(lái)保存數(shù)據(jù)，此時(shí)可以考慮鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，或者索引存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及二叉樹(shù)等各種非順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，但前提條件都是要有一套專門(mén)的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)來(lái)支持。

　　有了上述的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)作基礎(chǔ)，各種非順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就成為可能。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)充分權(quán)衡存儲(chǔ)空間的利用率和算法所耗費(fèi)的時(shí)間，就能夠有針對(duì)性地應(yīng)用多種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的算法，以滿足各種測(cè)試對(duì)象和測(cè)試環(huán)境的要求。

　　結(jié)語(yǔ)

　　以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的形式保存數(shù)據(jù)和通過(guò)數(shù)據(jù)引導(dǎo)表來(lái)管理存儲(chǔ)空間，是應(yīng)用于大容量單片機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的一種新的數(shù)據(jù)保存和管理方式。

　　這種存儲(chǔ)方式既適用于線性邏輯結(jié)構(gòu)測(cè)試系統(tǒng)，也適用于非線性邏輯結(jié)構(gòu)測(cè)試系統(tǒng)，總體上使得單片機(jī)系統(tǒng)在處理多項(xiàng)復(fù)雜數(shù)據(jù)并進(jìn)行反復(fù)保存、查詢和刪除等操作時(shí)更加快捷簡(jiǎn)便，提高了對(duì)有限容量存儲(chǔ)空間的利用率；同時(shí)，結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使得系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)更加輕松，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化管理。