本文基于两种典型的微处理器芯片(三星ARM核S3C44B0X和8051单片机STC89C516)来研究嵌入式实时操作系统的设计与应用。对于S3C44B0X微处理器,通过扩展外围人机对话电路(LED发光二级管组、LCD显示器和键盘),通信、下载电路(RS232/RS485、CAN总线和JTAG),存储器电路和辅助电路,组成控制器的硬件基础;设计移植和引导代码,并移植MicroC/OS-Ⅱ作为嵌入式控制器的操作系统。以它们作为分布式控制系统的上位机部分。对于STC89C516单片机,扩展外围硬件电路包括LED发光二极管组、CAN总线电路、两组6位数码管、AD和DA输入输出。采用具有高可靠性高安全性的时间触发系统作为操作控制系统,为了保证控制系统的实时性,采用混合式任务调度方式,以此组成分布式控制系统的下位机部分。采用具有多主机形式的CAN总线形式,将上位机和下位机连接成一个网络系统,保证整个分布式控制系统的可靠性、实时性和灵活性。 论文最后以蓄电池化成项目为背景,将该分布式控制系统应用到实际中。上位机应用软件包括两部分,一部分是通过人机界面输入存储器的各下位机的控制工艺文件,它们以链表的形式存于静态存储器中,通过索引表将所有的菜单连成一个整体。另一部分是用来给下位机传送参数,控制命令,接收数据等的多任务。任务的优先级按下位机的序号排列,各个任务之间采用消息邮箱进行通信,当所有的任务都挂起时,最低优先级的空任务开始运行。控制命令通过键盘和LCD显示器由外中断输入,再由消息邮箱传送给显示任务,显示任务采用多屏或下拉菜单的方式显示相关的数据信息。下位机应用软件由五个任务组成,CAN总线收发定义成抢占式任务,主要用于接收上位机发送的工艺步骤参数和控制命令,发送下位机采集到的数据和控制信息。AD任务用于采集电池化成时的电流电压值,用于和工艺文件给定参数比较。PID任务用于闭环调节,保证充放电的控制精度。DA用来输出PID调节后的数据。显示任务用于显示当前的电流、电压和充放电的时间,充放电的时间由定时器的节拍换算得出。