1.3 任务的创建及变结构控制的实现
根据功能要求,本着尽量减少任务数以减轻CPU运行负担的原则,本文设计了AD采集、电动运行、回馈制动和显示四个任务。另外还设计了两个中断服务子程序:用PortA口的中断功能实现8个键盘输入,用外部中断IrqA实现短路、过流、缺相保护功能。
每个任务都有自己的名称、内存空间和优先级。不同的任务必须有不同的优先级,它们可以是0~62之间的任意值,数值越小优先级越高。优先级的设置有不同的依据,以本文为例,回馈运行任务对时间要求最苛刻,如果不能及时启动或过早结束都会对变频器造成危害,所以其优先级设为最高;AD采集任务运行最频繁,必须为其它任务提供可靠的参数,优先级设为次高;电动运行任务是常规运行状态,优先级低于AD采集任务;显示任务只实现人机交互,显示状态和参数对控制器性能没有直接影响,优先级设为最低。uCC/OS-II要求为每个任务分配OS_STK类型的堆栈空间,并且它们占用的RAM存储空间必须是连续的。
任务延时是指任务执行完毕处于挂起等待状态到下一次重新运行之间的时间间隔,它的单位是时钟中断节拍。由于OS_TICKS_PER_SEC为1000,每一拍为1ms。每个任务的调用间隔不能小于一个节拍,它将影响模拟量的采样频率。各个任务的属性定义如表1所示。
1.4 任务间的通信
各个任务是通过抢占CPU的使用权来运行的,它们之间存在一定的逻辑关系,彼此互相联系又互相制约。信号量、邮箱、消息队列等功能为实现任务间通信提供了有力工具,它们的使用方法灵活多变,如用信号量设置事件标志,唤醒任务、用邮箱在任务间传递参数、用消息队列的循环寻址功能进行模拟通道的数据采集等。本文设计了两个信号量,在系统运行开始后,任务TASK_AD检测直流侧电压的大小。当电压未超过设定值时,发出信号DC_NORM唤醒任务Task_NORMAL;当电压高出设定值时,发出信号DC_OVER唤醒任务Task_FEBACK。虽然这两个任务基于不同的控制结构,采用不同的算法,但都要使用PWM输出和SPI通信口,所以在唤醒一个任务的同时必须让另外一个任务挂起。这里引入了互斥型信号量T_MUTEX实现这个功能。得到T_MUTEX信号的任务将独自占有共享资源的使用权,两个任务不会因资源冲突而同时挂起,解决了任务间优先级反转问题,避免了系统功能失效。任务间逻辑关系如图2所示。
