在现代矿山的供电系统中,可靠、实时的故障判断是井下设备和作业人员生命安全以及高效生产的保障,随着矿山机械化、智能化的不断完善和发展,供电保护设备面临着实时性高、功能多且功耗低的需求。本文使用32位的Cortex-M3作为供电综合保护器的微控制器内核,以工业实用级μC/OS-III实时操作系统作为开发环境进行保护器的多任务系统设计。首先对保护器的功能进行分析,保护器包含数据采集处理功能、故障判断功能、通讯功能、交互功能、数据存读功能及时间日期功能,并且在基于Cortex-M3为微控制器内核的基础上进行了保护器的硬件设计。然后对保护器进行软件层次规划设计,依次分为应用层、管理层和CMSIS层,之后根据任务对实时性的要求、调用频率等特点将上述功能划分为15个任务,在应用层上,以ST库函数开发方式,实现了保护器各个任务的程序设计;在管理层上,结合μC/OS-Ⅲ实时操作系统的结构,进行保护系统任务规划设计和操作系统设计。最后针对各任务的运行规律进行任务运行的管理设计,通过信号量和事件标志组等实时内核对象实现任务间的同步管理,通过消息队列实现任务间的通信,通过互斥信号量实现任务间的资源管理,使用定时器触发回调函数中的故障判断动作,使用中断管理完成对中断程序的设计。通过合理的配置μC/Probe参数进行运行状态的监测,通过CPU运行率、堆栈利用率、验证了系统硬件配置的合理性,通过任务的切换次数、中断关闭时间及调度器上锁时间指标,证明了操作系统层及应用系统层软件运行实时可靠,最后通过搭建实验平台,对故障判断功能、数据采集与上位机通讯功能进行实验。结果表明,保护器能够可靠准确的检测系统的运行状态,能够在检测到系统发生故障时做出实时可靠动作。