基于嵌入式操作系统伺服软件开发

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1、基于嵌入式操作系统伺服软件开发摘要：为了提高伺服系统的性能，在分析伺服结构的基础上，分别采用pC/OS-II和TI公司的DSP/BIOS嵌入式操作系统进行了某无刷电机伺服系统的软件开发。介绍了系统设计的硬件组成、软件结构及运行过程，并对所设计的伺服系统软件进行了测试，结果表明，所开发软件满足伺服控制要求，并对这两种操作系统在设计中的使用给出建议。关键词：伺服系统；无刷电机；嵌入式操作系统；uC/OS-II；DSP/BIOS中图分类号：TJ765文献标识码：A文章编号：1673-5048(2013)05-0045-03ServoSoftw

2、areDesignBasedonEmbeddedOperationSystemSONGYangl,ZHUPeihong2,YUEHongda2,NIUZhen2(1.AviationTechnologyGuaranteeBranchofNED,Beijingl00481,China；2.ChinaAirborneMissileAcademy,Luoyang471009,China)Abstract:Onthebasisofanalyzingtheconfigrationofservo,respectivelybasedonembedde

3、doperatingsystemuC/OSIIandTIsDSP/BIOSabrushlessmotorservosystemsoftwaredesignisdonetoimprovesystemperformance.Thisartidebrief1yintroducesthehardwarecomposition,thesoftwarestructureandoperationprocess.SystemtestresuItsshowthecorrectnessofthesoftwaredesign,andsomesuggestio

4、nsonhowtousethetwooperatingsystemsindesigningaregivenintheend.Keywords:servosystem；brushlessmotor；embeddedoperatingsystem；uC/OSII；DSP/BIOS0引言传统的空空导弹伺服控制以模拟控制为主，近年来数字伺服控制得到了迅速的发展，无刷电机及软件在导弹伺服系统中的应用，提高了伺服系统的性能，是发展中的主流。由于软件的引入，也使伺服系统的设计增加嵌入式软件研制的内容。伺服软件是伺服系统的神经中枢，为确保其研制质量，除

5、做好软件的工程化开发和管理外，选择适当的软件开发环境也会取得事半功倍的效果。传统的嵌入式软件系统可以称为前、后台系统，基于嵌入式系统开发的软件系统则体现多任务运行的特点。改变传统开发方式，在嵌入式操作系统下进行伺服软件开发是否具有一定的优越性呢？本文以某伺服系统为背景，在嵌入式操作系统下对伺服系统软件开发进行了一些尝试，以探索其优越性。1伺服系统结构某伺服系统由主要TMS320F2812.组合逻辑电路、三相桥功率变换电路、电流采样及角位置检测电路、点火、转级控制电路及传动机构等构成。系统有两个独立运动的通道，两个通道的结构相同，由一片F

6、2812进行控制，系统主要硬件结构如图1所示。系统通过F2812的SCI接口接收控制指令；通过位置采样获得通道位置信息，输出的PWM和DIR信号控制各功率管有序导通使无刷电机旋转；输出点火、转级控制信号使能点火、转级控制电路；通过SCI接口反馈系统状态信息。2嵌入式操作系统常用的嵌入式实时操作系统有uC/OS-II.VxWorks.Real-TimeLinux等，TI公司在其DSP集成开发环境CCS中也提供了一种简易嵌入式操作系统DSP/BIOSo由于本文设计系统的微处理器采用的是F2812且未配置片外存储器，考虑到资源情况和移植的难易

7、程度，使用uC/OS-II和DSP/BI0S进行了伺服软件开发的尝试。2.1nC/OS-II操作系统及移植uC/OS-II是多任务、可剥夺型的实时操作系统，其内核只有任务管理和任务调度，无文件系统、界面系统、外设管理等。常用的uC/OS-II能管理64个任务，并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和移植简单等特点。在F2812±应用uC/OS-II,需要进行系统移植，移植的主要难点是编写任务切换函数。常用的任务切换函数是一个中断处理函数，该函数首先将要被挂起任

8、务的CPU寄存器及程序返回地址推入任务栈，保存现场，然后将准备就绪的最高优先级任务寄存器值从任务栈中恢复到寄存器中，使其进入运行态。任务切换函数可以用F2812的陷阱中断TRAP指令触发调用。F2812CP