第7章 电脑自动打铃器设计和实现.ppt

具有实时时钟功能，能显示时分秒，年月日星期(采用8位数码管显示) 具有 键盘 输入功能 可以设置若干个闹钟，以及闹钟的禁止与使能 可设置每个闹钟发生时的输出动作(一共四路输出，可独立设置每路输出的时间和电平状态) * * 电脑自动打铃器设计与实现 December,2007 绪论 电脑自动打铃器设计与实现 通过对ARM7TDMI体系结构、LPC2000系列ARM、μC/OS-II微小内核分析与程序设计基础的深入学习之后，我们已经对嵌入式系统有了比较清晰的了解。本章将结合一个具体的实例－－电脑自动打铃器来阐述嵌入式应用系统的工程设计方法。 目 录 设计要求 任务设计 硬件设计 程序设计 1 2 3 4 电脑自动打铃器设计与实现 设计要求 系统功能 系统框图 1 2 设计要求| 电脑自动打铃器设计与实现 系统功能 设计要求| 电脑自动打铃器设计与实现 系统框图 LPC2000系列ARM具有RTC功能，RTC掉电后仍可使用电池继续运行，从而保证了系统掉电后时钟的准确性。ZLG7290是一款键盘和LED驱动芯片，最多支持64个按键和8个共阴极数码管。 LPC2000 ZLG7290 Vcc 键盘输入 数码管显示 SDA SCL INT 输出控制 电脑自动打铃器设计与实现 硬件设计 键盘显示电路 输出控制电路 1 2 硬件设计| 电脑自动打铃器设计与实现 键盘显示电路 本设计实例基于SmartARM2200A工控开发平台实现。SmartARM2200A工控开发平台提供I2C0接口，可以和PACK板“Panel Module ZYPM7290”连接，组成键盘显示电路，硬件电路及连接方法请参考配套教材。 硬件设计| 电脑自动打铃器设计与实现 输出控制电路 图示为输出控制模拟电路，在实际应用中，可能需要控制继电器等。 电脑自动打铃器设计与实现 任务设计 任务的划分 任务的数据结构设计 任务的优先级设计 1 2 3 多任务之间的同步与互斥 多任务之间的信息传递 4 5 任务设计| 电脑自动打铃器设计与实现 任务的划分 对一个嵌入式应用系统进行“任务划分”，是实时操作系统应用软件设计的关键，任务划分是否合理将直接影响软件设计的质量。 以CPU为中心 “关键”功能 “紧迫”功能 消耗机时 关系密切 相同事件触发 运行周期相同 任务划分 固定顺序执行 任务划分原则如下： 首先，以CPU为中心，将与各种输入/输出设备(或端口)相关的功能分别划分为独立的任务 发现“关键”功能，将其最“关键”部分“剥离”出来，用一个独立任务(或ISR)完成，剩余部分用另外一个任务实现，两者之间通过通信机制沟通 发现“紧迫”功能，将其最“紧迫”部分“剥离”出来，用一个独立的高优先级任务(或ISR)完成，剩余部分用另外一个任务实现，两者之间通过通信机制沟通 将消耗机时较多的数据处理功能划分出来，封装为低优先级任务 对于既“关键”又“紧迫”的功能，按“紧迫”功能处理 将关系密切的若干功能组合成为一个任务，达到功能聚合的效果 将由相同事件触发的若干功能组合成为一个任务，从而免除事件分发机制 将运行周期相同的功能组合成为一个任务，从而免除时间事件分发机制 将若干按固定顺序执行的功能组合成为一个任务，从而免除同步接力通信的麻烦 任务设计| 电脑自动打铃器设计与实现 任务的划分 电脑自动打铃器任务划分如下： RTC中断 显示任务 键盘任务 输出控制任务 电脑打铃器 电脑自动打铃器具有键盘输入功能，用于设置时钟和闹钟，因此需要一个键盘任务。 电脑自动打铃器需要有显示功能，用来显示时钟和闹钟，因此需要一个显示任务。 电脑自动打铃器需要一个输出控制任务，用来控制闹钟时间到后各路的输出。 电脑自动打铃器具有实时时钟功能，需要一个RTC中断。 任务设计| 电脑自动打铃器设计与实现 任务的优先级设计 人机接口，实时性低 键盘任务 1 输出控制任务 3 显示任务 2 RTC中断 4 电脑自动打铃器 控制接口，实时性高 任务设计| 电脑自动打铃器设计与实现 任务的优先级设计 键盘任务 1 输出控制任务 3 显示任务 2 RTC中断 4 电脑自动打铃器 优先级：6 优先级：12 优先级：13 任务设计| 电脑自动打铃器设计与实现 任务的数据结构设计 对于一个任务，除了它的代码(任务函数)外，还有相关的信息。为保存这些信息，必须为任务设计对应的若干数据结构。任务需要配备的数据结构分为两类：一类是与操作系统有关的数据结构；另外一类是与操作系统无关的数据结构。 任务的数据结构 与操作系统有关的数据结构 与操作系统无关的数据结构 任务设计| 电脑自动打铃器设计与实现 任务的数据结