探讨嵌入式系统MQX操作系统在便携PID报警仪中的运用中专生

1、探讨嵌入式系统MQX操作系统在便携PID报警仪中的运用中专生毕业论文摘要：随着科技的不断进展,嵌入式系统正不断渗透到人们生活和工作的各个领域。便携式PID报警仪就是嵌入式系统运用的一个典型例子,大量用于环境监测、工业保健、石油化工等领域的VOC等有害物质检测。然而我国该类仪器同国外还有很大的差距,一个重要的理由就是嵌入式软件制约系统遇到瓶颈。传统的检测器一般采取前后制约系统,该类系统代码量大、不易移植和维护、开发周期长、扩展难度大等不足,越来越无法满足检测器进展需求。由此,检测器产品在软件制约上有必要引入新的设计思想和策略,即运用嵌入式操作系统。Freescale MQX操作系统作为嵌入式操作

2、系统中的一种,具有显著的优势。它是一款源码开放、功能齐全、完全免费的操作系统,自带TCP/IP堆栈库、USB堆栈库等,可以满足各种运用场合。它支持Freescale推出的轻量级、低开销、低配置的eGUI,可以提供友好的人机界面及实现产品人机交互。同时,它提供的一整套运用编程接口(API)和模块化、基于组件的架构大大提升开发效率、降低开发难度。另外,它根据不同的硬件平台提供了完整的平台支持包(PSP)和板级支持包(BSP),以而缩短了产品开发周期,加速产品上市。由此,在便携式仪表中运用MQX操作系统是一个很好的选择。本论文首先介绍了MQX操作系统的组织架构、存储机制、任务同步机制、中断和异常处理

3、策略等；详细描述MQX操作系统的启动历程、系统运转机制、用户任务运转和调度策略等内容；给出MQX操作系统支持的开发环境及本论文所用的开发环境。其次,对PID报警仪硬件系统进行设计。介绍PID检测器的原理和特点及报警仪基本工作原理；介绍基于MCF52259微处理器的硬件系统的基本结构,详细阐述电路各个子系统,包括：核心制约系统、存储系统、显示系统、通信系统,电源管理系统等。接着,对报警仪嵌入式软件系统进行详细设计。根据报警仪待实现的基本软件需求对嵌入式软件系统功能进行深入浅析,包括PID校正系数与气体标定、存储功能、数据处理及算法、泵的PWM波制约等；给出了MQX操作系统下主构建板级支持包包(B

4、SP)的策略和详细步骤；根据MQX操作系统驱动程序设计策略,开发了本系统在MQX操作系统下内部模组和外部模组的驱动程序；采取状态机的策略开发了适合本系统的人机界面,实现人机交互使系统更加友善；同时,开发了适合本系统运用的TCP/IP简单协议栈；根据硬件模块及软件系统浅析对运用程序进行任务划分,详细设计各个任务并给出了关键任务的程序流程图。最后,对嵌入式软件系统进行测试及结果浅析。本论文对系统进行了一系列的测试实验,文中给出了系统关键部分的测试和结果浅析,包括：键盘测试、人机界面测试、采样泵PWM波测试、信号采样与存储测试、以太网通信测试等；总结了自己所做工作,并针对探讨的不足提出展望。本论文以

5、Freescale32位处理器MCF52259为硬件平台引入Freescale MQX嵌入式操作系统基本实现了便携PID报警仪功能。由于MQX操作系统发行时间短,国内对其探讨甚少,所以本论文将MQX操作系统运用在便携PID报警仪中具有一定的探讨和运用价值。关键词：嵌入式系统论文 MQX论文 PID论文 报警仪论文 摘要5-6ABSTRACT6-8目录8-10第1章 绪论10-151.1 嵌入式操作系统10-121.1.1 嵌入式系统概述10-111.1.2 嵌入式操作系统比较111.1.3 MQX实时操作系统11-121.2 本课题背景、近况及进展12-131.3 本课题目的和作用13-141

6、.4 本论文主要探讨内容14-15第2章 MQX实时操作系统探讨15-232.1 实时操作系统基础15-162.2 MQX操作系统概述16-182.2.1 MQX操作系统的组织结构16-172.2.2 初始化及任务管理172.2.3 存储管理机制17-182.2.4 任务同步机制182.2.5 中断和异常处理182.3 MQX操作系统工作机制18-222.3.1 MQX操作系统启动历程18-192.3.2 运转MQX操作系统19-202.3.3 任务模板列表。3.1MQX驱动程序概述344.3.2MQX驱动程序设计策略34-364.3.3构建MQX下的BSP工程36-404.3.4内部模组驱动

7、程序开发40-464.3.5外围设备驱动程序开发46-484.3.6LCD驱动程序开发48-494.4人机界面(HMI)开发49-514.4.1人机界面概述494.4.2人机界面设计49-514.5通信系统设计51-584.5.1串口通信514.5.2以太网通信51-584.6运202.3.4 MQX任务调度20-222.4 MQX操作系统开发环境22-23第3章 便携PID报警仪硬件系统设计23-293.1 PID报警仪的原理23-243.1.1 PID检测器原理23-243.1.2 报警仪工作原理243.2 硬件设计案例24-293.2.1 系统基本框图253.2.2 微处理器介绍25-2

8、63.2.3 存储系统263.2.4 显示系统263.2.5 通信系统26-273.2.6 电源管理系统27-29第4章 基于MQX的PID报警仪软件系统设计29-654.1 嵌入式软件系统功能浅析29-334.1.1 本系统基本软件功能294.1.2 PID校正系数与气体标定29-314.1.3 存储功能浅析314.1.4 数据处理及算法31-324.1.5 泵的PWM波形制约32-334.2 嵌入式系统软件架构33-344.3 开发MQX操作系统板级支持包(BSP)34-494.3.1 MQX驱动程序概述344.3.2 MQX驱动程序设计策略34-364.3.3 构建MQX下的BSP工程36-404.3.4 内部模组驱动程序开发40-464.3.5 外围设备驱动程序开发46-484.3.6 LCD驱动程序开发48-494.4 人机界面(HMI)开发49-514.4.1 人机界面概述494.4.2 人机界面设计49-514.5 通信系统设计51-584.5.1 串口通信514.5.2 以太网通信51-584.6 运用程序设计58-654.6.1 任务特性594.6.2 任务划分原则59-604.6.3 本系统任务划分604.6.4 任务程序流程图60-624.6.5 消息队列运用62-65第5章 系统功能测试及结果浅析65-72