嵌入式技术课程报告.doc

课程名称：嵌入式技术 学生姓名：曾睿 学生学号：0643111150 《嵌入式技术》课程报告 课题名称： 嵌入式技术 课题负责人名（学号）：曾睿(0643111150) 同组成员名单（角色）： 无 指导教师： 赵辉 李辉 评阅成绩： 评阅意见： 提交报告时间：2008 年12 月23日  基于μC/OS-II红绿灯控制模拟系统的设计和实现 软件工程 专业 学生 曾睿 指导老师 赵辉、李辉 [摘要] 红绿灯控制系统是当今现代社会必不可少的一种电子控制设备，属于最常见的实时嵌入式控制系统之一。μC/OS-II是目前最流行的基于优先级的抢占式多任务实时嵌入式操作系统之一，有便于移植、易于裁减、使用方便、可以固化等特点，它使实时应用程序的设计和扩展变得容易，使应用程序的设计过程大为减化，因此在各种工业和交通控制系统中得到了广泛的应用。本文设计和实现了一个μC/OS-II的红绿灯控制系统，经过在PC平台上的仿真模拟，提高了最基本的交通控制功能，设计也更加人性化。 关键词：μC/OS-II，红绿灯控制系统，模拟仿真 1. 系统需求 本系统需要实现两个方向的红绿灯控制。在屏幕上用绿色的字母‘G’表示绿灯，红色的字母‘S’表示红灯。 在相应信号灯字母的下方，用数字表示该信号灯切换的剩余时间。该时间每秒钟减一，减为零时，切换信号灯。信号灯切换时间缺省为60秒。 某方向由红灯切换为绿灯时，应有3秒钟的缓冲时间，以确保另一方向的车辆安全通过。即在切换信号灯时，有3秒钟的时间两个方向的信号灯都是红灯。不能出现两个方向都是绿灯的情况。 用户可通过键盘输入信号灯切换时间，切换时间范围为20秒~120秒。用户输入的数字以回车键结束。对于错误的输入，系统可不作任何响应。对于正确的输入，下次信号灯切换后，采用新输入的切换时间。 用户键入ESC键后，退出该模拟程序。 2. 系统设计 2.1采用μC/OS-II做为操作系统内核 μC/OS-II 是一种基于优先级的抢占式多任务实时操作系统， 包含了实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步（信号量，邮箱，消息 队列）和内存管理等功能。它可以使各个任务独立工作，互不干涉，很容易实现准时而且无误执行，使实时应用程序的设计和扩展变得容易，使应用程序的设计过程大为减化。红绿灯控制系统对时间准确度要求较高，应用广泛，需要时常扩展，这样的要求与μC/OS-II的特点都很吻合。 μC /OS-II还是一个完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式实时多任务内核。它的绝大部分代码是用ANSI的C语言编写的，包含一小部分汇编代码，使之可供不同架构的微处理器使用。至今，从8位到6 4位，μC/OS-II已在超过40种不同架构上的微处理器上运行。如此广泛的应用正好迎合红绿灯控制系统的需求。 实际上，μC/OS-II已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空管理局（Federal Aviation Administration）的认证，可以用在飞行器上。这说明μC/OS-II是稳定可靠的，可用于与人性命攸关的安全紧要（safety critical）系统。如今交通负担繁重，事故频繁，稳定可靠的红绿灯控制系统尤其重要，在μC/OS-II下，保证了这一点。 除此以外，μC/OS-II 的鲜明特点就是源码公开，便于移植和维护。红绿灯控制系统应用广泛，数量众多，移植和维护就显得格外重要，基于μC/OS-II的设计，可以减少很大的开支。 2.2实现系统的任务设计 本模拟系统一共采用了μC/OS-II下三个任务来实现所有功能。 void MyTask(void *data); 这是第一个任务MyTask，它实现了对东西方向路口红绿灯的控制，由于东西方向红绿灯信号是一致的，所以只用一个任务同时控制。 void YouTask(void *data); 这是第二个任务YouTask，它实现了对南北方向路口红绿灯的控制，由于南北方向红绿灯信号是一致并与东西方向相反的，所以只用一个任务同时控制。 void CtrlTask(void *data); 这是第三个任务CtrlTask，它实现了和用户的交互功能，包括读取用户通过键盘的输入和显示系统响应输入的结果。是本系统人性化体现的主要部分。 2.3系统设计的评价 本系统的优点和缺点都比较明显。 优点：红绿灯切换时实现了缓冲3秒，使得安全系数提高；实现了红绿灯切换时间实时更新，方便使用；比较突出的是用户输入错误时会给予提示，方便用户重新输入，更加人性化。 缺点：由于红绿灯切换流程问题，使得用户键入新的切换时间后，需要等待下一轮才能更新切换时间；由于屏幕显示问题，当用户输入过多更新要求时，会覆盖整个屏幕，相信这