嵌入式系统产品是信息时代数字化产品的主流,它与具体应用紧密相关,系统设计针对性强。嵌入式实时操作系统是开发嵌入式系统产品应用软件的良好平台,嵌入式实时操作系统的应用可以简化程序设计,缩短系统开发的周期,提升产品的稳定性和可靠性,方便系统维护和升级,社会和经济效益显著。 对嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行了深入分析和研究,并将其内核移植到以DSP为核心的磁力轴承控制系统中,然后开发了磁力轴承控制软件,实现了磁力轴承转子的稳定悬浮。本文研究内容主要包括以下几个方面。 论述了嵌入式系统的组成,阐述了实时操作系统的概念和特点,重点分析了实时系统内核、中断及其性能评价指标,比较了三种不同类型特点的实时系统内核,并总结了三种实时系统内核各自的优点和缺点。 论述了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的基本功能,分析了内核结构,剖析了多任务处理、任务调度、任务间通信、时间管理和内存管理等核心模块的工作原理。 论述了嵌入式系统软件开发流程,分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ系统内核移植的可行性、基本条件和方法。针对TMS302LF2407A DSP芯片,阐述了μC/OS-Ⅱ最小系统移植开发的步骤、内容和移植测试的方法。 简要论述了磁力轴承数字控制系统的原理和结构,分析了软件流程和设计方法,着重分析了控制程序的启动加载、任务运行、中断管理、转子运动控制的控制流程、串行通信实现和嵌入式控制系统的特点。 在基于DSP的磁力轴承控制系统中,引入嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,实现多任务运行管理,简化了控制程序的设计,提高了系统的稳定性和可靠性,方便后续维护。提供和上位机串行通信接口,在线修改控制参数,避免了调试时直接在源程序中修改控制参数导致的源程序被反复编译和下载,减少了对硬件仿真器的依赖。对所开发的磁力轴承控制系统适当加以改造可以完成对其它类似系统的控制,将μC/OS-Ⅱ移植到DSP的思想也可供开发其它嵌入式系统借鉴。