单片机信号量

① 单片机AD转换问题。

1，什么是AD转换？
A是模拟信号的意思，D是数字信号的意思，AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号,例如把电压值转化为数字信号。

2，为什么要AD转换？
单片机（以及其他处理器）只能处理数字信号，当单片机想要获取电路上某一点的电压值时，就得用到AD转换了，如果你直接把单片机的引脚接到电路这个点上，单片机只知道这个点的电压是低电平还是高电平，又怎么能得到他的电压值呢？例如数字式的万用表，它测量电压时，先有一个AD转换电路，把电压值转换成一个数值，然后把这个值送个单片机（当然万用表里的用的处理芯片不是单片机），单片机经过计算处理后，再把这电压值显示到显示到屏幕上。
不过现在有一些比较强的单片机，其内部已经集成了AD转换器，不需要你再外接AD转换芯片。

3，8位16位的ad转换芯片是什么意思？
8位，16位就代表了AD转换芯片的转换分辨率，数字越大，分辨率越高，同时也反映了它的精度，数字越大，精度相对也越高。8位算是最低了，有些单片机里集成的AD转换器一般是10位的。12位和16位的芯片价格就比较贵了。

4，分辨率？
举个简单的例子，8位芯片只能转换最小到0.01V的电压，而12位的芯片却能转换最小到0.001V的电压，如果一个电压为3.359V，8位芯片转出来后的数值是3.35V，12位芯片转换出来后是3.359V，精度比8位就高一个档次了。（注:这里数值不是正确的数值，举例用，切勿实际使用）

5，采样？
采样是AD转换的速度性能指标，通俗的说就是每秒里能采样多少次，采样次数越高芯片性能越好。如果对采样不理解，也可以用另一种方式理解，就是一个AD转换芯把电压值转换成数字值这个过程所需要的时间，时间越短越好。

6，精度？
精度是AD芯片的一个重要参数，表示采集到的数据和真实值之间的相差的程度。例如单片机转换出来的结果是0.3V，而实际可能是0.31V，这样就相差了0.01V。这种误差是不可避免无法消除的。这和在第3点中提到的位数有关，位数越高，这样的误差越小。

7，这些知识点在“数字电路基础”一书中有详细解释，说明你数字电路没学好，自己好好加油了。

② 单片机 时钟频率，振荡频率，方波，脉冲，之间关系

先说方波，方波一般从名字上就可以看出是什么意思，看图就知道了，就是像长城墙的那个

那究竟什么是脉冲？从字面上理解——脉搏的跳动所产生的冲击波。脉冲的定义其实是这样的：电压(V)或电流(A)的波形象心电图上的脉搏跳动的波形但现在听到的什么电源脉冲、声脉冲……又作何解释呢——脉冲的原意被延伸出来得：隔一段相同的时间发出的波等机械形式，学术上把脉冲定义为：在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量称之为脉冲。

在数字电路里面一般就把一个凸起的方波叫脉冲。

单片机的机构特征是将组成计算机的基本部件集成在一块晶体芯片上，构成一台功能独特的，完整的单片微型计算机。它的英文名是MCU（microcontrollerunit）微型控制单元。

单片机的工作需要时钟信号，时钟信号是时序逻辑的基础，它用于决定逻辑单元中的状态何时更新。时钟信号是指有固定周期并与运行无关的信号量，时钟频率（clockfrequency,CF）是时钟周期的倒数。

也可以说时钟频率越高，CPU或者单片机运行的越快。

而振荡频率一般就是指振荡电路的频率，由于时钟信号是由振荡电路产生的，所以一般振荡频率等于时钟频率

③ stc系列单片机_μC/OS-Ⅱ在C8051F系列单片机上的移植及其应用系统开发

随着微处理器技术的飞速发展和嵌入式系统实时性要求的不断提高，应用实时多任务操作系统（RTOS）作为嵌入式设计的开发平台已逐步成为嵌入式应用设计的主流。本研究讨论将μC/OS-Ⅱ移植到C8051F系列高性能8位单片机中，并以C8051F060为例阐述了其应用系统的开正基发过程。
一、μC/OS-Ⅱ的基本工作原理
1.任务管理
µC/OS-II中的任务可以是一个无限的循环，也可以在一次执行完毕后被“删除”掉，即该任务可以认为CPU完全属于该任务本身，实时应用程序的设计过程包括将问题分割为多个任务。µC/OS-II可以管理64个任务，每个任务有一定的优先级，且优先级不重复。
2.任务调度机制的实现
µC/OS-II是可剥夺型内核，优先级高的任务一旦就绪就能剥夺优先级较低任务的CPU使用权，这提高了系统的实时响应能力。在没有中断情况下，任务间的切换一般会调用OSSched（）函数。µC/OS-II的中断服务子程序和一般前/后台的操作有所不同。
3.任务之间的通信
在µC/OS-II中，可以通过信号量、消息邮箱和消息队列等机制，实现数据共享和任务通信。消息邮箱用一个指针型变量，一个任务或一个中断服务子程序通过内核服务，将一则消息放入邮箱，一个或多个任务通过内核服务接受这则消息。每个邮箱有相应的等待消息任务表，等待消息的任务在无消息时被置挂起态，并记入邮箱等待消息任务表中。消息放入邮箱，内核将运行等待消息任务表中优先级最高的任务。
二、移植及应用
C8051F060系列单片机特别适举数谨用于任务繁重的小型化测控系统。当芯片具有的功能被较多地使用时，系统要处理的任务就较多，编程头绪也多。为了简化应用程序实现程序模块化，提高应用程序的实时性和可靠毕纳性，将μCOS2Ⅱ移植到C8051F060中就成为一件很有意义的事。
1.µC/OS-II的移植
（1）修改INCLUDES.H文件：增加的头文件放在头文件列表的最后。
#include "os_cpu.h"
#include "os_cfg.h"
#include "ucos_ii.h"
（2）修改OS CPU.H文件：为确保系统在KEIL环境下正常运行，重新定义了一系列与C8051F060和KEIL编译器相关的数据结构、宏和常数。
typedef unsigned char OS_STK；/*定义堆栈宽度为8位*/
typedef unsigned char OS_CPU_SR；
#define OS_ENTER_CRITICAL（） EA="0"
#define OS_EXIT CRITICAL（）EA="1"
（3）修改OS_CPU_A.ASM文件
①编写OSSTartHihgRdy（）函数：获得将要恢复运行的就绪任务的堆栈映像的最低地址，并计算出堆栈长度，然后向系统堆栈复制数据、堆栈指针SP和堆栈映像指针?C_XBP，最后利用中断返回。
②编写OSCtxSw（）函数：先从当前任务的TCB控制块中获得当前任务堆栈长度和堆栈映像指针，然后将系统堆栈的内容复制到任务堆栈映像，最后获得将要恢复运行的就绪任务的TCB，程序跳至OSSTartHihgRdy（）函数的入口，实现任务的切换。
③编写OSIntCtxSw（）函数：代码大部分与OSCtxSw（）相同，不同之处在于此处不需要再保存寄存器；需要调整堆栈指针（SP=SP-4），去掉在调用OSIntExit（），OSIntCtxSw（）中压入堆栈中的多余的内容，以使堆栈中只包含任务的运行环境。
④编写OSTickISR（）函数：用定时器0作中断源，初始化定时器0使系统每秒中断100次，节拍率Tick=100次/秒。
（4）修改OS_CPU_C.C文件：编写OSTaskStkInit（）函数用来初始化堆栈。
2. 基于µC/OS-II的C8051F060应用系统开发
移植了µC/OS-II的C8051F060的每个功能都可以作为一个独立的任务，每个任务都有自己的堆栈空间，可以被其他任务和中断服务程序挂起。在设计中，主函数均以OSInit（）开始，以OSStart（）结束，中间部分为与硬件相关的系统初始化函数。对于任务的建立，必须依照µC/OS-II系统中建立任务的格式，根据自己的需求来确定任务的个数，并且根据任务的重要程度和被调用的频率来设置好优先级。创建好任务后，在主函数外面分别列出各个任务函数，每个任务函数都是一个无限循环程序，调用实现某些功能的应用程序函数，然后按设计的需求设置挂起方式和挂起时间。
应用系统测试程序实现了6个任务：Task1是每1s发送CAN数据包，Task2是处理CAN接收到的数据，Task3是每3s发送串口数据，Task4是处理串口接收到的数据，Task5是处理按键信息，Task6是显示数据。CAN总线接收采用中断方式，其优先级高于其他任务，为了保证系统的实时性，在中断程序中不处理数据，只是发送一个信号量，在Task2中处理CAN数据。串口数据接收亦采用中断方式，其优先级低于CAN高于其他任务。串口数据发送采用的是查询方式，按字节发送。程序中设置6个任务的优先级依次为13，11，14，12，15，16。
在主程序中，首先初始化C8051F060和CAN，调用OsInit（）；然后调用API函数，创建6个任务（不包括空闲任务）；再创建一个信号量CAN_EVENT，为中断与Task2通信所用；最后调用OSStart（），OS系统开始运行优先级最高的任务。Task2的优先级最高，但是在没收到CAN_EVENT之前，任务一直处于休眠状态，当CAN接收器收到数据包后，Task2进入就绪态，在中断返回时，进行任务切换，执行优先级最高Task2。在Task2还未收到信号量之前，Task1、Task3、Task4、Task5和Task6根据时间延时和优先级的不同各自独立运行。
三、结束语
将编写的测试程序下载到C8051F060应用系统中进行了实际的运行测试，测试表明，基于µC/OS-II的C8051F060应用系统中的各任务工作稳定可靠，取得了满意的效果，为进行嵌入式应用系统的进一步设计奠定了基础。
（作者单位：黑龙江省大庆职业学院）
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④ 单片机STC89C52如何采集毫伏级电压信号

用模拟电路的放大信号的办法（其实绝大部分传感器过来的信号都需要放大才能给MCU使用，MCU在做A/D转换，最后根据A/D结果执行你的要求，所以这个是一个根本方法）。至于怎么放大，那就是看模拟电路的硬件知识了。如果你是毫伏级的电压信号。你可以用集成运算放大器放大。我不知道你的毫伏级到底是多少？所以只能做一个假设：传感器没有接到辐射时输出电压是0v，接到辐射时电压假定你最大是100mv。所以你的输入信号量是0~100mv。单片机I/O口能承受的电压一般是5v（也有3.3v的，假设是5v）那么你需要把100mv信号放大到5v。就是放大50倍。最简单的方法你可以用一个同相放大器放大50倍。（因为你信号是正的，如果是负的你可以用反相放大器放大），这里面其实还有很多问题，比如A/D转换的精度问题，你信号源干扰问题，如果要求高，运放的选择和电路的设计都是很大的问题。同相放大器只是一种基本放大器而已。如果噪声大，你还有可能用差分放大器。用各种抗干扰的措施。模拟电路的知识很复杂的。当然如果简单的，你就直接用同相放大或者反相放大就行了。要看具体要求的，不能一概而论。