智能安防系统中单片机程序实现多任务机制方法的应用.pdf

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1、万方数据现代建筑电气篇(2007№4)·消防与安全·智能安防系统中单片机程序实现多任务机制方法的应用王辉堂，颜自勇，陈文芗(厦门大学机电工程系，福建厦门361005)摘要：通过一个智能安防系统的应用实例，介绍了一种采用MCS一5l单片机程序实现多任务机制的简单方法，并给出了源代码。采用中断进行实时任务切换，具有结王辉堂(1981一)，构简单清晰、代码量少、不需使用汇编语言等优点。该方法亦可应用于其他单片机系统。男，硕士研究生，主关键词：多任务系统；单片机；中断；安防系统要从事应用电子技中图分类号：T

2、P311．1文献标识码：B文章编号：100l一5531(2007)040048_50术研究与嵌入系统设计。ApplicationofMulti·TaskSystemBasedonMCS一51inInteUigentSecuritySystem黝ⅣG肌沈ng，拗ⅣZ咖愕，伽EⅣ耽Mi口昭(DepanmentofMeehanical＆ElectricalEn舀neering，XiamenUniversity，Xiamen361005，China)Abst珑Kt：Amulti·tasksystembase

3、donMCS一51wasintroduced，andanex舢pleforpmcticalapplicationofintelligentsecuritysystemwaspresented．Therealtimetaskexchangeisbasedoninte删pt．Thesystemiscompactandconvenientforapplication，whichispIDgramedwithoutassemblelanguage．ThemethodisalsoaVailableforthe

4、otherMCUsystem．Keywords：mlll廿-tasksyst咖；MCU；interrIlpt；se伽ritysyst哪O引言传统的单片机程序一般采用单任务机制。单任务系统具有简单、直观、易于控制的优点。然而，由于程序只能按顺序依次执行，缺乏灵活性，在较复杂的应用中使用中断函数实时地处理一些较短的任务，极为不便。嵌入式多任务操作系统的出现解决了该问题。在多任务系统中可以有多个任务，各个任务是并行的，任务之间可以相互跳转。但是，嵌入式多任务操作系统在提供强大功能的同时，也带来了代码量大、

5、结构复杂、对硬件要求较高、开发难度大、成本高等问题。实时操作系统(RealTime0pemtionSystem，RTOS)的核心是中断，利用中断进行任务切换。在大部分RTOS(如¨c／Os—II)中，每个任务都有自己的堆栈，用来保存任务的一些信息，任务之间通过信号量、邮箱、消息队列等传递信息。在很多情况下，只需要单片机在接收到控制信号后，切换到不同的工作状态，即只要进行任务切换，不需要保存任务的相关信息。舍弃这些复杂的功能，可以使程序结构变得简洁、易用。本文设计的简单的多任务机制操作系统在只增加极少

6、量C语言代码的前提下，无须使用汇编语言，也无须对原来的程序进行大改动，就可以实现多任务操作。1两种机制的比较一个智能安防系统必须具备的功能有：①当有人入侵时执行报警工作；②用户可以通过键盘板进行功能设置；③主板能与管理中心进行通信；④当发生火灾、地震等灾情时，管理中心能及时通知用户。智能安全防系统结构如图1所示。颜自勇(1982一)，男，硕士研究生，主要从事单片机嵌入式系统及现场总线技术的研究陈文芗(1955一)，男，教授，主要从事电子技术应用、计算机控制技术等的研究与教学工作。一48—万方数据·消

7、防与安全·现代建筑电气篇(2007№4)经RS一485连接管理中心图l智能安防系统结构示意图传感器接口通常状态下，主板CPu不断地扫描各个传感器的状态。当检测到传感器的异常信号(如有人闯入)时，cPu进入入侵报警状态，进行响警铃、拨打户主电话、通知管理中心等工作。用户可以从键盘板输人密码后解除报警状态。当发生火灾或地震时，管理中心发送一个串口代码给主板cPu，使cPu进入灾难报警状态，进行响警铃、语音报警等操作。用户平时也可以通过键盘板使主板cPu进入功能设置状态。主板的程序如果采用单任务机制，其程

8、序流程如图2所示。收主函数串口中断函数图2单任务机制程序流程图在主函数中循环检测传感器状态，若有异常，则调用报警函数。灾难报警和功能设置由串口中断来完成。这种单任务结构有2个缺点：①在报警状态和功能设置状态下，程序需要不停地检测是否收到撤除信号。该要求在程序代码量大、执行工作较多的情况下很难实现。②各状态之间的切换十分困难。用c语言编写的程序为求模块化，一般函数数量较多，函数调用的嵌套层数也多。如果不想使用汇编语言，要从一个较深的嵌套立刻跳转到主函数是非常困难的。虽然