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嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物,是一门综合技术学科。本文详细论述了基于uC/OS-Ⅱ实时操作系统和ARM9嵌入式处理器的嵌入式工业控制平台的设计和开发实现过程,并在实现的基础上通过实际应用对系统进行了测试。在系统的实现过程中,本文主要完成了以下工作: (1)操作系统的移植和修改。本文首先完成了基于ARM9S3C2410微处理器的嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ的移植,并在此基础上对操作系统的数据结构及任务就绪表和相关函数进行修改,使其支持同优先级调度并提出解决优先级反转问题的方案;使操作系统可用任务数增加至256个,以满足未来工业控制领域的要求;并完成了分时调度与实时调度双内核的设计工作。 (2)嵌入式系统外围构件的研究。根据本系统的外部硬件设备和uC/OS-Ⅱ操作系统,给出嵌入式构件的实现。整个构件模块包括LED显示模块,存储模块、串行通讯模块、LCD及触摸屏接口模块等工业控制系统常用模块和一些其他外部设备。 (3)基于FAT16的文件管理系统的设计。在工业嵌入式控制系统终端采用FAT16文件系统为原型设计出基于uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和嵌入式FLASH存储介质的FAT8文件系统,实现了对uC/OS-Ⅱ内核的修改以及基本API的调用。 (4)uC/OS-Ⅱ与免费TCP/IP模块相结合实现uC/OS-Ⅱ的网络功能。将开源TCP/IP协议栈LWIP移植到了基于底层硬件平台S3C2410微处理器和uC/OS-Ⅱ操作系统上运行,使得系统能够通过以太网接入Internet,以实现系统和远程主控计算机的连接和信息交互。 (5)良好的图形用户界面系统及人机交互界面的实现。本文提出将UC/GUI与uC/OS-Ⅱ无缝结合,为uC/OS-Ⅱ添加图形化用户界面,并在此基础上完成了shell界面的设计,提供给平台使用者良好的编程和操作界面,方便了系统与使用人员之间的信息交互,进一步提高了系统的实用性。 最后,对在该嵌入式工业控制平台下用户应用任务的编写等问题进行了探讨,由于时间和精力有限,这方面的工作仅仅局限于一些简单的多任务编程试验,在实际应用系统中的任务划分和任务通讯规划及实现,要复杂的多。