基于SmaU RTOS51的汽车动态称重仪的设计

通讯模块采用MAX232，并采取光隔离设计，以提高仪表的抗干扰能力，如图4所示。

3．4 按键和外部看门狗电路
键盘采用典型的4x4矩阵薄膜按键键盘，用来设置仪表参数。为了提高仪表的抗干扰能力，增强仪表的稳定性，采用外部看门狗复位电路。选用的器件是MAX813，电路如图5所示。

4 系统软件设计
4．1 SmallRTOS51简介
SmallRTOS5l是一个专门为5l系列单片机设计的嵌入式实时操作内核，使用Keil编译器可以直接使用其代码，其特点：①公开源代码。只要遵循许可协议，任何人可以免费获得源代码，便于用户的二次开发。②可移植性。用户可以把与CPU有关的控制指令压缩到最小。可以使用ANSIC编写应用程序，不仅简化了编程手段，而且便于程序移植。⑧可固化性。SmallRTOS51为嵌入式系统设计，可以嵌入到产品中，成为产品的一部分。④占先式运行。Small RT0S51可以管理16个用户任务，每个任务可以设置不同的优先级。Small RTOS5l总是运行优先级最高的任务。⑤中断管理。采用中断管理方式．当有更高级的中断申请时，将目前正在执行的任务挂起。如果优先级更高的任务被中断唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套结束后立刻执行。中断嵌套层数可达255层。若需要，可以禁止中断的嵌套管理。⑥RAM需求小。SmallRTOS51为小RAM的系统设计，因而对RAM的需求只有几百字节，相应的系统服务也少。
4．2 系统软件实现
按照仪表所要实现的功能，将整个系统划分为多个并行的任务，占先式操作内核对任务的调度是按照任务优先权的高低进行。这里将系统划分为8个任务，按其优先级从高到低的顺序排序。用操作系统提供的任务建立函数OS一TaskCreate来实现。
(1)Task_AD负责接收A／D转换后的数据，即信号的采样，并判断是否为汽车轴重数据，若是就保存。通过中断服务程序接收A／D转换后的数据，读取完成会发一个信号量AD_Sem，Task_AD任务接收到AD_Sem信号量后开始判断是否保存数据。如果任务检测到一个轴完整通过称台，就发送相应轴的消息到数据处理任务。
(2)Task_Identify负责识别汽车的轴型和汽车是否完全通过称台。根据国家规定，不同轴型的汽车限载不同，所以动态称重时，仪表要自动识别汽车轴型，然后根据该轴型汽车的限重判断其是否超载。该任务还通过扫描车辆分离器的信号，识别车辆是否完全通过称重台面。若识别到车辆完全通过称台，就发送End_Sem信号量。
(3)Task_Comm_Rece负责接收来自上位机的命令和回应仪表的发送请求。仪表通过上位机发来的不同命令执行相应的操作。
(4)Task_Key负责按键的扫描和识别。
(5)Task_Data负责称重数据的处理。当该任务接收到来自Task_AD任务发送的轴信息后，开始处理该轴的数据。通过称重算法计算出该轴的重量。并将重量以信息的方式发送给Task_Display任务。
(6)Task_Display负责显示重量和参数。该任务接收到数据处理发来的信息，将显示该轴的重量，如果仪表检测到汽车已完全通过称台，显示汽车总重。如果Task_Key任务扫描到参数键按下时，切换到参数显示状态。
(7)Task_End负责汽车完全通过称台后的一系列处理工作，包括总重累加，轴组重量统计，轴型统计。处理完后向数据通讯信息队列发送信息，通知数据发送任务向上位机发送相应数据。
(8)Task_Comm_Send负责向上位机发送数据，当该任务接收到通讯消息后，根据不同的信息值向上位机发送不同的数据，例如，若汽车正向通过称重台面，则通讯信息值为1，Task_Comm_Send接收到该消息后会向上位机发送车辆的重量信息和轴型信息。若汽车反向通过称重台面，则通讯信息值为0，Task_Comm_Send接收到该信息会向上位机发送车辆的倒车信息。