一種嵌入式汽車數(shù)字儀表設(shè)計(jì)方案

　　主程序在完成初始化（硬件初始化ARMtarge-tInit（）、μC／OS-II初始化OSInit（）、建立消息隊(duì)列等）工作后依次創(chuàng)建各任務(wù)，然后調(diào)用OSStart（）啟動(dòng)操作系統(tǒng)，啟動(dòng)時(shí)鐘ARMTargetStart（）。在μC／OS-II中，各任務(wù)都是并發(fā)的，但優(yōu)先級(jí)不同，擁有各自的任務(wù)堆棧，不同任務(wù)間通過消息隊(duì)列和信號(hào)量進(jìn)行通信和共享數(shù)據(jù)。任務(wù)采用無限循環(huán)結(jié)構(gòu)，各任務(wù)通過延時(shí)或者等待信號(hào)量和消息隊(duì)列來放棄CPU的使用權(quán)，這樣在時(shí)鐘脈沖到來時(shí)產(chǎn)生中斷切換任務(wù)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)而運(yùn)行準(zhǔn)備就緒的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，當(dāng)延時(shí)或信號(hào)量和消息隊(duì)列到來時(shí)，任務(wù)再次運(yùn)行。系統(tǒng)采用TimerO定時(shí)中斷作為系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖控制器，并在需要的任務(wù)中建立信號(hào)量。系統(tǒng)任務(wù)如下：

　　1）車速脈沖測(cè)量任務(wù)：脈沖信號(hào)接EINTO，使用定時(shí)器1定時(shí)，測(cè)量t時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到消息隊(duì)列。

　　2）CAN總線任務(wù)：CAN總線任務(wù)等待中斷服務(wù)程序發(fā)送，接收CAN總線數(shù)據(jù)的信號(hào)量，獲得CPU使用權(quán)后，CAN總線任務(wù)處理CAN總線數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到消息隊(duì)列，并再次等待接收信號(hào)量。

　　3）水溫和油量采樣任務(wù)：定時(shí)采樣模擬量，并將采樣到的模擬量數(shù)值發(fā)送到消息隊(duì)列。

　　4）開關(guān)量處理任務(wù)：根據(jù)開關(guān)量的狀態(tài)控制LED點(diǎn)亮或熄滅，延時(shí)。

　　5）里程記錄及LCD顯示任務(wù)：當(dāng)車速脈沖值累加至0.1 km計(jì)數(shù)值，向本任務(wù)發(fā)出信號(hào)量，任務(wù)獲得信號(hào)量后進(jìn)入準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，在任務(wù)調(diào)度時(shí)獲得CPU的使用權(quán)，顯示并記錄里程信息，運(yùn)行后繼續(xù)等待接收信號(hào)量。

　　6）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)任務(wù)：首先等待消息隊(duì)列，再根據(jù)送出消息的任務(wù)識(shí)別出信息內(nèi)容，根據(jù)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的步數(shù)，運(yùn)行后再次等待隊(duì)列中的消息。本任務(wù)賦予第2高優(yōu)先級(jí)。

　　7）WDT任務(wù)：用于監(jiān)控，提高系統(tǒng)的可靠性，任務(wù)優(yōu)先級(jí)最高，延時(shí)。

　　3.4 CAN總線任務(wù)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)任務(wù)流程

　　由于S3C44BOX的SIO接口的引腳與標(biāo)準(zhǔn)I／O端口復(fù)用，因此首先必須設(shè)置S3C44BOX的引腳57～引腳59為SIO接口，然后再通過配置SIO模塊對(duì)應(yīng)的寄存器，使得SIO時(shí)序與MCP2510的SPI接口協(xié)議一致，可通過以下初始化SIO函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

　　如圖5所示，初始化完成后，主程序發(fā)起CAN總線任務(wù)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)任務(wù)，兩個(gè)任務(wù)先后進(jìn)入等待信號(hào)量和等待消息隊(duì)列，CAN總線發(fā)生中斷后，中斷服務(wù)程序釋放信號(hào)量，使得CAN總線任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，在其獲得CPU控制權(quán)后，處理數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送至消息隊(duì)列，從而使得步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，電機(jī)任務(wù)通過任務(wù)調(diào)用獲得CPU使用權(quán)，再根據(jù)消息隊(duì)列中的數(shù)據(jù)計(jì)算出所需的驅(qū)動(dòng)步數(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

　　4 結(jié)束語

　　采用S3C44BOX與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS_II設(shè)計(jì)了一款高精度高、高靈敏度、工作穩(wěn)定的嵌入式總線汽車數(shù)字儀表。S3C44BOX資源豐富、執(zhí)行速度快，能擴(kuò)展很多種功能，如IC卡、GPS、黑匣子等；加之嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡化了應(yīng)用程序，可高效實(shí)時(shí)地調(diào)用系統(tǒng)任務(wù)，因此本汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)能夠很好地解決汽車儀表邁向綜合信息化的問題。