51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机,在我国的应用非常广泛。目前,在软件设计中需要软件工程师从底层做起,在系统软件设计方面需要做大量的重复性劳动。如果开发一套基于51系列单片机的操作系统,那么用户只需要编写各个任务的程序,不必同时将所有任务运行的各种情况记在心中,不但大大减少了程序编写的工作量,而且减少了出错的可能性。1开发平台的选择和论证开发平台的选择至关重要,因为有时它不光影响进度、
51
系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机,在我国的应用非常广泛。目前,在软件设计中需要软件工程师从底层做起,在系统软件设计方面需要做大量的重复性劳动。如果开发一套基于51系列单片机的操作系统,那么用户只需要编写各个任务的程序,不必同时将所有任务运行的各种情况记在心中,不但大大减少了程序编写的工作量,而且减少了出错的可能性。
1 开发平台的选择和论证
开发平台的选择至关重要,因为有时它不光影响进度、产品质量、可维护性等一般问题,还涉及到方案的可实现性。
在本系统中,选择51系列单片机作为操作系统的运行平台有以下原因。
首先,51系列单片机应用非常广泛,一大批性能优越的51兼容单片机相继推出。这里包括：低功耗、高速度和增强型的Philips公司的系列产品;完美地将Flash(非易失闪存技术)EEPROM与80C51内核结合起来的
Atmel公司的系列产品;在抗干扰性能,电磁兼容和通信控制总线功能上独树一帜,其产品常用于工作环境恶劣场合的
Siemens公司的系列产品以及一些
其它公司的产品。既然产品如此丰富,性能如此优越,那么在处理多任务并且对实时性要求严格的系统设计中,为了充分挖掘单片机的潜能(尤其是在实时性方面),也是为了简化开发的过程,基于51系列单片机的实时操作系统的需求就十分强烈了。Keil公司的RTX51 Full就是一个基于51系列单片机的有实用价值的实时操作系统,但该操作系统是一个源码不公开的收费软件。
其次,借助于Keil C51的集成开发环境,完全可以开发出适用于51系列单片机的操作系统代码。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的Windows界面集成开发调试工具。
另外重要的一点, Keil C51生成的目标代码效率非常高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时,更能体现高级语言的优势。C编译器能产生可重入代码,而且用C语言可以打开和关闭中断。
2 开发51单片机操作系统应注意的问题
(1)操作系统软件的代码不能太长
因为51系列单片机的系统硬件资源相对匮乏,如果操作系统的代码比应用程序的代码还大,甚至使得用户的应用程序要考虑给操作系统让出资源,这样的操作系统即使功能再完善,也不实用。现在流行的嵌入式操作系统就不能应用于51系列单片机,原因是代码太大。开发一个5000行的基于裸机的应用程序也就是占用7~8KB ROM空间,一个操作系统用掉了几十KB,占空间不算,实时性的优势恐怕也没了(执行这么多的指令要时间)。所以,μCOS的作者也不支持将他的代码移植到51系列单片机上,这也就不奇怪了。
(2)操作系统不能占用太多的片内RAM空间
51系列单片机只有128个或者
256个字节的片内RAM空间,稍微不注意就用完了。如果操作系统把片内的RAM使用得所剩无几,那用户的应用程序用什么? 如果说用户的程序可以把变量定义在片外RAM中的话,那么系统的硬件堆栈放在哪? 众所周知,51系列单片机的硬件堆栈不能放在片外,所以要在51系列单片机上开发操作系统的话就要少用它的片内RAM。但是不用片内RAM是办不到的,因为操作系统也要传递参数,也要使用堆栈。C51单片机的C函数传递参数是通过寄存器和存储器的,不能通过堆栈。但是可以通过一些措施使得操作系统代码少用片内RAM。
