材料茄子视频污污是測定材料機械性能的基本設備之一，主要用作對金屬、橡膠、塑料、陶瓷和水泥等材料的拉伸、壓縮、彎曲和剪切等機械性能的試驗，可完成對材料的強度、塑性、彈性及韌性的檢測。隨著化的不斷深入，國內外材料茄子视频污污的發展主要呈現出計算機化、數據處理全麵化、控製化、全麵化的特點。
　　當前材料茄子视频污污測控係統的開發具有一定的複雜性，要在盡可能小的空間中集成數據采集、處理，人機界麵，串行通信等多個功能。傳統的單片機由於功能單一，往往無法滿足要求，或者即使可以實現，也需要使用大量的MCU協同工作，在信號連接、編程和減少體積方麵，都會遇到不小的困難。在裸機上直接開發運行前後台係統的開發、維護和擴展都很困難，而且這樣的係統本質上是一個程序超循環，根本無法保證測控係統的實時性要求。
　　材料茄子视频污污測控係統不但要求係統能夠及時響應隨機發生的外部事件，對其進行快速處理，還需要同時執行多個任務，並對每個任務實時響應。如果使用嵌入式係統技術，則可以使用單片嵌入式CPU，集成多種功能，逐步解決存在的問題。
　　本文就是基於這樣的背景，提出一種基於SEP3203處理器和實時操作係統μC／OS-Ⅱ的高精度材料茄子视频污污測控係統的實現。
　　1係統工作原理
　　茄子视频污污利用控製器，先經交流伺服單元控製電機運轉，再經精密減速器減速後，通過反齒隙遊移螺帽由電機帶動雙螺旋絲杠副，驅動動橫梁上下移動，從而實現對試樣的加載過程，完成試樣的拉伸、壓縮等力學性能試驗。它的工作原理如圖1所示。在做拉力試驗或者其他試驗時，由於茄子视频污污的負荷傳感器與試樣失去平衡，電橋產生一個弱小的不平衡電壓輸出。該電壓在一定範圍內與作用力的大小呈線性正比例關係。然而試樣在負荷作用下引起的變形量則通過電子引伸計獲得。負荷傳感器和電子引伸計輸出的小信號都經測量單元放大處理後，送給控製器數據采集輸入端進行數據處理，得到力和變形量值，同時繪製出力和變形等特征曲線。此外，動橫梁的位移則通過安裝在電機轉軸上的光電編碼器數字測量獲得。
　　2測控係統硬件設計
　　根據茄子视频污污的功能要求和工作原理，該係統硬件體係結構如圖2所示。
　　2．1核心板和電源模塊
　　核心板上的處理器采用東南大學博芯公司的SEP3203。SEP3203處理器內嵌了英國ARM公司提供的ARM7TDMI處理器內核，內嵌20KB片上零等待靜態存儲器；集成了支持黑白、灰度、彩色的LCD控製器；支持用於連接觸摸屏通信的SPI協議。一個通道實時時鍾模塊，85個通用I／O口和18個外部中斷源。
　　核心板中存儲器部分包括8MBSDRAM和2MBNORFLASH。通過擴展插座引入核心板所用到的RESET和WAKEUP功能引腳；通過擴展插座將22位地址線和32位數據線以及未用的控製信號擴展到母板。
　　該係統要求多路電源供電，如ARM核心板需要3．3V和5V兩路電源；在係統的外圍部件中，LCD控製模塊需要5V電源供電；A／D轉換模塊需要6V電源同時供電；伺服驅動器則需要12V電源供電，所以應該對輸入電源進行相應的穩壓、分路等設計。
　　2．2外圍通用接口模塊
　　茄子视频污污控製器的外圍通用接口模塊主要包含通用I／O口、USB接口、JTAG調試口等。在茄子视频污污係統中，控製器除了要與上下層通信外，主要還涉及到傳感器測量參數的數據采集和伺服控製信號的輸出等。同時，開關量也是測控現場簡單且使用較頻繁的信號之一，如茄子视频污污動橫梁的限位開關、液晶顯示控製和指示燈的亮滅等。設計中采用SEP3203的通用I／口來實現這些信號的輸入／輸出。
　　SEP3203提供了85個通用I／O口和18個外部中斷源，無需擴展I／O口。使用端口功能時先在程序裏把引腳功能模式定義好，即將每個端口配置為輸入模式、輸出模式或中斷功能模式，每個複用引腳都有對應的寄存器位來選擇實際使用的功能模式。該設計中，I／O通道使用雙向緩衝器件74LVCH16224，以增強總線驅動能力。
　　此外，係統中還添加了2個USB接口，用於測試結果的輸出或作為備用接口。
　　2．3信號采集模塊
　　信號采集模塊包括多通道力值采集模塊和多通道變形信號采集模塊。
　　力值和變形是係統所采集的主要信號。傳感器的電壓信號輸入到模／數轉換器CS5530中，CS5530的差動輸入端可以直接測量來自傳感器的毫伏信號，這簡化了與外圍電路的連接。可編程增益放大器能使放大倍數從1～32進行設定，大大提高了係統的動態特性。多級程控數字濾波器可使數據輸出速率得到選擇，範圍為7．5Hz～3．84kHz，方便了與外設的連接。另外，CS5530內部有一個完整的自校正係統，可以進行自校準和係統校準，從而可消除A／D本身的零點增益和漂移誤差，以及係統通道的失調和增益誤差。此外，由線性穩壓元件7806提供工作電壓，以確保信號采集精度。
　　2．4人機交互模塊
　　為了使茄子视频污污測控係統具有更好的人機交互界麵，便於用戶調試與操作，需要給其配置顯示裝置，如LCD液晶顯示屏以及信號燈提示等。另外．要進行人機交互，還得有輸入裝置，使用戶可以對ARM主控製器發出命令或輸入必要的控製參數等，該係統采用觸摸屏輸入。
　　根據係統的實際需要，液晶顯示模塊采用240×320黑白4級灰度顯示屏，兼容彩色7寸64K彩色TFT液晶屏，觸摸屏與LCD合為一體。觸摸屏采用AC97+UCB1400工作方式。UCB1400的小體積與低電壓（3．3V）特性使其成為新一代PDA應用產品的理想選擇。它集成了的音頻編解碼、觸摸屏控製器以及電源管理等功能，並以標準、立即可用的產品形態提供客戶化功能。UCB1400控製器作為液晶顯示屏與ARM的接口，用來直接驅動液晶控製字符、漢字以及圖形的顯示。借助UCB1400，可以直接利用SEP3203的I／O口模擬液晶的讀／寫和控製時序，使得ARM對液晶的操作實際上變為ARM對液晶顯示控製器UCB1400的操作，從而簡化了接口電路的硬件連接和軟件編程。
　　3測控係統軟件設計
　　μC／OS-Ⅱ是為嵌入式應用而設計的*可剝離的實時操作係統，可以管理64個任務，其中留給用戶的應用程序多可有56個任務。這種RTOS應用軟件的開發過程為：
　　（1）根據係統設計方案，明確應用軟件的功能；
　　（2）結合RTOS的並發特性（或準並發特性），對應用軟件要實現的功能進行大小適當的劃分，也就是把應用軟件的功能按照一定的原則劃分為若幹個任務模塊；
　　（3）對各個任務間的通信和時延進行仔細的確認。
　　在μC／OS-Ⅱ中，每個任務都是一個無限的循環，都可能處於以下5種狀態：休眠態、就緒態、運行態、掛起態和被中斷態。任務狀態之間的轉換如圖3所示。
　　3．1測控係統軟件模塊分析
　　在該係統中，主要實現的功能是測試數據（包括力值、位移值）的采集、測試數據在LCD上麵的顯示、伺電機的控製、人機交互以及數據通信等。由於力值和位移值是茄子视频污污係統的2項關鍵數據，將直接表征被測試件的力學性能，對采集的實時性和精度要求都很高，所以就需要在測試過程中連續地將實時力值和位移值傳遞給主控製器。主控製器將憑借所獲取的力值和位移值來確定當前測試狀態，確定控製操作。如圖4、圖5所示。
　　依上所述，將係統劃分為若幹任務模塊，將實時性要求高的任務，分配給高優先級；將實時性要求低的任務，分配給低優先級。該係統任務的具體劃分見表1。
　　表中，SysTaskstart的任務主要是完成係統硬件的初始化、用戶配置初始化、圖形界麵GUI的初始化及其他任務的創建等工作。主測試任務TaskTest是整個材料茄子视频污污測控係統的核心。該任務用來實現材料茄子视频污污的測試邏輯，實時讀取力傳感器和位移傳感器的數值，判斷測試狀態，依據不同的狀態執行相應的控製操作，以完成測試，後保存測試結果。
　　3．2人機交互界麵設計
　　人機界麵是嵌入式係統的重要組成部分，它可以讓用戶方便地輸入參數，執行操作，並及時呈現出必要的信息提示用戶。用戶在測試材料時，需要頻繁地向控製器發出不同的操作命令或更改係統參數，因此友好的人機交互界麵是必需的。該係統采用μC／GUI來進行人機界麵的設計。μC／GUI是一個源代碼開放的GUI，可以實現Windows風格的圖形界麵，微型是它的大特點，同時它占用很小的係統資源，易於移植，功能強大；可以運行在μC／OS-Ⅱ操作係統中；采用了100％的ANSIC編寫，可以應用於任何LCD和CPU中；加上其源代碼開放的特點，使用起來非常靈活。
　　4結語
　　該材料茄子视频污污測控係統，以SEP3203微處理器和μC／OS-Ⅱ嵌入式實時操作係統為基礎，具有精度高，實時性好，界麵友好等特點，其模塊化設計便於今後對故障的查找和係統的改造升級。