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由于近几年来中国对单片机的需求不断增长的同时市场上还没有一个统一的8位低档单片机操作系统,本文设计并实现了基于低档单片机的操作系统。此操作系统能够在保证系统实时性的同时实现多任务间的异步抢占和多任务间的并发性。 在系统设计过程中借鉴协同论的基本思想,以多任务协同为手段,以实时性为序参量,设计出了自组织的、演化的操作系统。此操作系统由五部分组成,即任务管理、存储管理、消息通信管理、时间管理和中断管理。任务管理主要是多任务间的切换管理,采用基于优先级的时间片轮转调度机制来保证任务的实时性和并发性;存储管理方面主要考虑到单片机存储资源的有限性,从而提出了减少碎片的方法;消息通信方面为了提高可靠性,采用了阻塞发送和阻塞接收消息通信机制;时间处理主要是系统时钟管理,它对多任务间的并发性提供了前提;中断管理中采用中断屏蔽机制,完成了高优先级任务的中断优先响应过程。在系统设计中以协同为主线,试图解决多任务间的同步与异步,任务与时间片的协调,任务与中断源的协调。通过基于优先级的时间片轮转调度机制、阻塞发送和阻塞接收消息通信机制、中断屏蔽机制,实现了多任务间的协同。本文在系统实现过程中实现了每个任务的独立系统模块,如任务创建模块、任务删除模块、消息发送模块、等待模块、中断处理模块、时间处理模块等等。并按照设计部分多任务间的协同关系实现了调度机制、消息通信管理、时间管理、中断管理。 在系统测试过程中,通过一个实例和实时性的性能检测,表明此系统能够满足设计要求。因而把协同论的思想应用到具体的系统设计中具有可行性,同时它对协同论的应用具有一定的参考价值与指导意义。