51系列單片機是美國Intel公司在1980年推出的高性能8位單片機,在我國的應(yīng)用非常廣泛。目前,在軟件設(shè)計中需要軟件工程師從底層做起,在系統(tǒng)軟件設(shè)計方面需要做大量的重復(fù)性勞動。如果開發(fā)一套基于51系列單片機的操作系統(tǒng),那么用戶只需要編寫各個任務(wù)的程序,不必同時將所有任務(wù)運行的各種情況記在心中,不但大大減少了程序編寫的工作量,而且減少了出錯的可能性。1開發(fā)平臺的選擇和論證開發(fā)平臺的選擇至關(guān)重要,因為有時它不光影響進度、
51
系列單片機是美國Intel公司在1980年推出的高性能8位單片機,在我國的應(yīng)用非常廣泛。目前,在軟件設(shè)計中需要軟件工程師從底層做起,在系統(tǒng)軟件設(shè)計方面需要做大量的重復(fù)性勞動。如果開發(fā)一套基于51系列單片機的操作系統(tǒng),那么用戶只需要編寫各個任務(wù)的程序,不必同時將所有任務(wù)運行的各種情況記在心中,不但大大減少了程序編寫的工作量,而且減少了出錯的可能性。
1 開發(fā)平臺的選擇和論證
開發(fā)平臺的選擇至關(guān)重要,因為有時它不光影響進度、產(chǎn)品質(zhì)量、可維護性等一般問題,還涉及到方案的可實現(xiàn)性。
在本系統(tǒng)中,選擇51系列單片機作為操作系統(tǒng)的運行平臺有以下原因。
首先,51系列單片機應(yīng)用非常廣泛,一大批性能優(yōu)越的51兼容單片機相繼推出。這里包括：低功耗、高速度和增強型的Philips公司的系列產(chǎn)品;完美地將Flash(非易失閃存技術(shù))EEPROM與80C51內(nèi)核結(jié)合起來的
Atmel公司的系列產(chǎn)品;在抗干擾性能,電磁兼容和通信控制總線功能上獨樹一幟,其產(chǎn)品常用于工作環(huán)境惡劣場合的
Siemens公司的系列產(chǎn)品以及一些
其它公司的產(chǎn)品。既然產(chǎn)品如此豐富,性能如此優(yōu)越,那么在處理多任務(wù)并且對實時性要求嚴(yán)格的系統(tǒng)設(shè)計中,為了充分挖掘單片機的潛能(尤其是在實時性方面),也是為了簡化開發(fā)的過程,基于51系列單片機的實時操作系統(tǒng)的需求就十分強烈了。Keil公司的RTX51 Full就是一個基于51系列單片機的有實用價值的實時操作系統(tǒng),但該操作系統(tǒng)是一個源碼不公開的收費軟件。
其次,借助于Keil C51的集成開發(fā)環(huán)境,完全可以開發(fā)出適用于51系列單片機的操作系統(tǒng)代碼。
Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的Windows界面集成開發(fā)調(diào)試工具。
另外重要的一點, Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常高,多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊,容易理解。在開發(fā)大型軟件時,更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。C編譯器能產(chǎn)生可重入代碼,而且用C語言可以打開和關(guān)閉中斷。
2 開發(fā)51單片機操作系統(tǒng)應(yīng)注意的問題
(1)操作系統(tǒng)軟件的代碼不能太長
因為51系列單片機的系統(tǒng)硬件資源相對匱乏,如果操作系統(tǒng)的代碼比應(yīng)用程序的代碼還大,甚至使得用戶的應(yīng)用程序要考慮給操作系統(tǒng)讓出資源,這樣的操作系統(tǒng)即使功能再完善,也不實用�，F(xiàn)在流行的嵌入式操作系統(tǒng)就不能應(yīng)用于51系列單片機,原因是代碼太大。開發(fā)一個5000行的基于裸機的應(yīng)用程序也就是占用7~8KB ROM空間,一個操作系統(tǒng)用掉了幾十KB,占空間不算,實時性的優(yōu)勢恐怕也沒了(執(zhí)行這么多的指令要時間)。所以,μCOS的作者也不支持將他的代碼移植到51系列單片機上,這也就不奇怪了。
(2)操作系統(tǒng)不能占用太多的片內(nèi)RAM空間
51系列單片機只有128個或者
256個字節(jié)的片內(nèi)RAM空間,稍微不注意就用完了。如果操作系統(tǒng)把片內(nèi)的RAM使用得所剩無幾,那用戶的應(yīng)用程序用什么? 如果說用戶的程序可以把變量定義在片外RAM中的話,那么系統(tǒng)的硬件堆棧放在哪? 眾所周知,51系列單片機的硬件堆棧不能放在片外,所以要在51系列單片機上開發(fā)操作系統(tǒng)的話就要少用它的片內(nèi)RAM。但是不用片內(nèi)RAM是辦不到的,因為操作系統(tǒng)也要傳遞參數(shù),也要使用堆棧。C51單片機的C函數(shù)傳遞參數(shù)是通過寄存器和存儲器的,不能通過堆棧。但是可以通過一些措施使得操作系統(tǒng)代碼少用片內(nèi)RAM。
