μC/OS-II实时内核下的A/D驱动程序设计

在C8051F015单片机中，ADC的转换时钟周期至少在400ns，转换时钟应不大于2MHz。一般在启动ADC之前都要处于跟踪方式，而ADC一次转换完成要用16个系统时钟。另外，在转换之前还要加上3个系统时钟的跟踪/保持捕获时间，所以完成一次转换需19个ADC转换时钟（9.5μs）。

图1中的方法简单，转换时间在ms级以上，一般用于变化慢的模拟输入信号，不适用于C8051F015。图2中的方法，为了减少μC/OS-II内核调用ISR所用时间，ISR一般都用于汇编语言编写。从程序1中ISR伪代码可以看出，尽管ISR用汇编语言编写。代码效率高，但μC/OS-II调用ISR的时间与调用等待信号时间之和大于A/D的转换时间，所以CPU用于ISR和循环检测的开销大。

图3所示的方法显然适合于C8051F015单片机，其优点是：可以获得快速的转换时间；不需要增加一个复杂的ISR；转换时信号改变时间更短；CPU的开销小；循环检测程序可被中断，为中断信号服务。

图4 A/D驱动程序模块流程图

3 A/D驱动程序的编写

外设驱动程序是实时内核和硬件之间的接口，是连接底层硬件和内核的纽带。编写驱动程序模块应满足以下主要功能：①对设备初始化；②把数据从内核传送到硬件从硬件读取数据；③读取应用程序传送给设备的数据和回送应用程序请求的数据；④监测和处理设备出现的异常。

A/D转换电路作为一个模拟输入模块，μC/OS-II内核应把它作为一个独立的任务（以下称为ADTask()）来调用。A/D驱动程序模块流程如图4所示。ADInit（）初始化所有的模拟输入通道、硬件ADC以及应用程序调用A/D模块的参量，并且ADInit（）创建任务ADTask（）。ADTb1[]是一个模拟输入通道信息、ADC硬件状态等参数配置以及转换结果存储表。ADUpdate（）负责读取所有模拟输入通道，访问ADRd（）并传递给它一个通道数。ADRd（）负责通过多路复用器选择合适的模拟输入，启动并等待ADC转换，以及返回ADC转换结果到ADUpdate（）。

在μC/OS-II这时内核下各原型函数、数据结构和常量的定义如下：

INT16S ADRd（INT8U ch）；

/*定义如何读取A/D，A/D必须通过AIRd（）来驱动*/

void ADUpdate（void）；

/*一定时间内更新输入通道*/

void ADInit(void)；

/*A/D模块初始化代码，包括初始化所有内部变量（通过ADInit（）初始化ADTb[]），初始化硬件A/D（通过ADInitI（））及创建任务ADTask（）*/

void ADTask （void data）;

/*由ADInit()创建，负责更新输入通道（调用ADUpdate ()）*/

void ADInitI (void)；

/*初始化硬件A/D*/

AD_TaskPrio:设置任务ADTask()的优先级。

AD_TaskStkSize:设置分配给任务ADTask()的堆栈大小。

AD_MaxNummber:AMUX的输入通道数。

AD_TaskDly:设定更新通道的间隔时间。

AD ADTbl[AD_MaxNummber]：AD类型的数组（AD是定义的数据结构）。

4 结论