完成了FreeRTOS操作系统移植后，需要在这个操作系统上进行应用程序设计，在进行应用程序设计前，需要对应用软件需求有一个详细的了解。只有对软件的需求进行了详细了解后，才可以对系统的任务进行划分。在本系统中划分了三个任务，分别是LCD显示任务，温度采集任务、主程序执行任务。通过编写这三个任务函数完成系统应用程序的设计，下面几小节详细介绍。

4.3.1 LCD显示任务程序

本系统的显示模块为LCD1602，LCD1602的驱动程序包括LCD初始化、LCD清屏，LCD显示字符显示三个主要函数，LCD初始化函数原型为void LCD_Init(void)，主要初始化LCD显示参数，如配置STM32的LCD引脚，显示模式，显示光标及地址增长模式等等参数。其创建一个OSTaskLcdFun显示任务，来更新显示LCD字符。其具体代码和流程如图4-4所示：

图4-4 LCD显示任务

4.3.2 温度采集任务程序

本系统的温度采集为DS18B20，它是单总线器件，它和LCD初始化一样，都需要对器件进行初始化，然后读取DS18B20序号，检测DS18B20是否存在，本设计不需要存储数据，发送跳过RAM命令，直接读取温度数据，然后等待DS18B20进行转换，转换完成后，读取温度数据。完成DS18B20的数据采集，其流程如图4-5所示。该函数float DS18B20_Get_Temp(void)实现。

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图4-5 DS18B20数据采集流程

由于本系统采用的FreeRTOS操作系统，可以创建一个任务，定时采集DS18B20的数据，其创建一个OSTaskDS18B20Fun采集任务，来实时采集DS18B20温度数据。其任务流程如图4-6所示：

图4-6 DS18B20任务流程

4.3.3 主任务程序

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完成了各个子程序任务程序后，需要创建一个主程序任务，实时管理和存储温度数据。主任务实时检测两个子任务的运行状态，读取温度任务的数据，其任务之间通信，采用队列进行通信，首先声明一个队列句柄，该句柄完成队列不同的标记，然后创建一个固定大小的队列，其代码如下：MsgQueue = xQueueCreate( 10 , sizeof( int16_t ) );创建队列，开辟了一个20个字节的缓冲队列，通过读取该队列的数据，实时显示和存储温度数据。其主任务流程如图4-7所示。

图4-7 主任务流程

4.4 本章小结

本章为系统的软作系统移植过程，分析了FreeRTOS操作系统源代码的结构，然后详细的介绍了FreeRTOS操作系统的移植过程。最后对操作系统的移植进行了验证。完成了系统移植后，介绍了系统应用程序的编写。包括LCD显示子程序，温度采集子程序和主程序设计。

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第5章 总结与展望

目前，许多企业对数据采集器都有需求，例如对温度、湿度、压力数据和化工上PH值数据的采集，对数据有了精确的掌握才能有效的控制生产过程，大大的提高了生产质量，加快了生产效率。而由于嵌入式技术具有实时性，使用简便，成本相对较低的优点，该技术成为了当下最热门的硬件开发技术。综上所述，利用嵌入式系统实现对数据的控制，有着非常广阔的市场。

此次设计是以Cortex-M3作为内核，并修改了Freertos实时操作系统的程序，通过移植的方法实现的。选用了STM32这款单片机作为核心，这款处理器性能高，具有很有的性价比。设计过程主要分为如下步骤：

1.了解并熟悉了硬件方面的STM32单片机，对其内核进行研究，学习并能够运用ARM汇编语言。

2.查阅Freertos实时操作系统的相关资料，熟悉其构造。

3.分析并设计数据采集系统，简单介绍了各个模块；实现了嵌入式实时操作系统 FreeRTOS 在 Cortex-M3 上的移植；

4.对系统的底层串口、LCD1602、存储器和通信模块等驱动进行配置。

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