嵌入式系统原理实时时钟
嵌入式系统-实时系统
N = ∑ H / pi
i =1
n
对于周期为3、4、10的三个周期任务，超周期长度为60，N=41
实时系统参考模型－周期性任务模型（3） 实时系统参考模型－周期性任务模型（3
在t时刻释放的Ti中的作业必须在t之后的Di个时间内完 成 经常假定，对所有的任务，每个作业在每个周期的 开始都是释放的、就绪的并且必须在周期结束之前 完成 Di可以取任意值，并且可以小于pi 非周期任务 任务中的作业要么是弱时限的要么没有时限 对于模型中的非周期任务，作业的执行时间也是随机分 布变量 服从概率分布B(x)
8 Song Guanghua
实时系统参考模型－时间参数（4 实时系统参考模型－时间参数（4）
执行时间ei 在Ji独自执行并且其所需要的资源都具备的情况下 ，完成Ji的执行所需要的时间 取决于作业的复杂度和处理器速度，与作业如何调 度无关 完成任务需要的实际时间会发生变化 ei在范围[ei-,ei+]
实时系统参考模型－周期性任务模型（2） 实时系统参考模型－周期性任务模型（2
Ti的相位 每个任务Ti的第一个作业Ji,1的释放时间ri,1 定义为φi=ri,1 具有相同相位的任务称为同相 超周期（hyper-period） H表示pi的最小公倍数 每个超周期中作业（最大）个数N为 任务Ti的利用率ui 周期为pi，执行时间为ei的完全周期性任务保持处理器忙的时间 比率 ui=ei/pi 总利用率 系统中所有任务的利用率之和
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Song Guanghua
实时系统参考模型－功能参数
抢占（preemption） 当更紧急作业到达时，当前执行的任务被暂停，处 理器被交给更紧急的作业，当更紧急的作业完成后 ，处理器再返还给原先的任务恢复执行 如果一个作业的执行在任何时候都可以被挂起以便 让给其他作业执行，随后又可以在挂起点被恢复执 行，则该作业是可抢占的（preemptible） 如果一个作业必须从头到尾的执行，中途不能中断 ，则称该作业是不可抢占的（nonpreemptible） 作业的重要性（importance） 一个用于指明作业相对于其他作业的重要性的整数 作业越关键，重要性越大
嵌入式实时时间显示
任务
OSStart();//启动系统
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} //开始任务 void start_task(void *pdata) { OS_CPU_SR cpu_sr=0;
pdata = pdata; OS_ENTER_CRITICAL();//进入临界区(无法被中断打断) OSTaskCreate(led_task,(void *)0,(OS_STK*)&LED_TASK_STK[LED_STK_SIZE-1],LED_TASK_PRIO);// 创 建 LED 任务 OSTaskCreate(time_task,(void *)0,(OS_STK*)&TIME_TASK_STK[TIME_STK_SIZE-1],TIME_TASK_PRIO);// 创建时间任务 OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO); //挂起开始任务. OS_EXIT_CRITICAL(); //退出临界区(可以被中断打断) } //指示灯任务 void led_task(void *pdata) { pdata = pdat初始化 系统初始化 创建开始任务
启动系统
开始任务 创建指示灯任务 创建显示任务 挂起开始任务
指示灯任务
显示任务 获取时间、温度
LED 取反 延时进行任务切换
得到日期 显示数据 延时进行任务切换
2、主要程序
//开始任务
#define START_TASK_PRIO 10 //开始任务的优先级设置为最低
RTC 由两个主要部分组成，第一部分(APB1 接口)用来和 APB1 总线相连。此 单元还包含一组 16 位寄存器，可通过 APB1 总线对其进行读写操作。APB1 接口 由 APB1 总线时钟驱动，用来与 APB1 总线连接。另一部分(RTC 核心)由一组可编 程计数器组成，分成两个主要模块。第一个模块是 RTC 的预分频模块，它可编程 产生 1 秒的 RTC 时间基准 TR_CLK。RTC 的预分频模块包含了一个 20 位的可编程 分频器(RTC 预分频器)。如果在 RTC_CR 寄存器中设置了相应的允许位，则在每 个 TR_CLK 周期中 RTC 产生一个中断(秒中断)。第二个模块是一个 32 位的可编程 计数器，可被初始化为当前的系统时间，一个 32 位的时钟计数器，按秒钟计算， 可以记录 4294967296 秒，约合 136 年左右，作为一般应用，这已经是足够了的。
嵌入式rtc工作原理
嵌入式rtc工作原理
嵌入式RTC是一种非常常见的嵌入式系统设备，其作用是为设备提供精确的时间戳和定时功能。
RTC的全称是Real Time Clock，即
实时时钟。
它是一种独立的硬件设备，具有自己的电源和晶体振荡器，可以在设备关闭时继续运行。
RTC的主要功能是提供精确的日期和时间，并能够进行定时操作，如设置定时器、闹钟等。
RTC的工作原理是通过晶体振荡器产生一个稳定的高精度时钟信号，该信号被送至RTC芯片内的计数器进行计数。
由于晶体振荡器的高精度，RTC可以提供高精度的时间戳。
同时，RTC还会内置一个电池，用于在设备关闭时维持其内部的时间计数器和RAM内存中的数据。
在实际应用中，嵌入式RTC可以被用于各种场合，如电子表格、计时器、数据记录等。
例如，在一些工业控制系统中，RTC可以被用于记录设备的状态和故障信息，以便后续进行分析和维护。
此外，RTC 还可以被用于车载电子系统中，以精确地记录车辆行驶时间、里程等信息。
总之，嵌入式RTC是一种功能强大、应用广泛的嵌入式系统设备，具有高精度、稳定性和可靠性等优点。
它的应用范围非常广泛，包括工业控制系统、车载电子系统等各个领域。
- 1 -。
嵌入式实验：实时时钟实验
Irq_Request(IRQ_RTC, rtc_int_isr);
rRTCCON = 0x01;
rALMYEAR = p_date->year;
rALMMON = p_date->mon;
rALMDATE = p_date->day;
rALMHOUR = p_date->hour;
rALMMIN = p_date->min;
// Argument : p_date,待设置的日期
*****************************************************************************/
void rtc_set_date(st_date* p_date)
{
rRTCCON = 0x01;
Irq_Enable(IRQ_TICK);
}
/*****************************************************************************
// Function name: rtc_alarm_set
// Description:设置S3C2410的告警时间以及方式
rRTCCON = 0x00;
}
/*****************************************************************************
// Function name: rtc_get_date
// Description:获取实时时钟当前时间、日期
/*表示日期、时间的数据结构*/
typedef struct ST_DATE
嵌入式系统中的实时操作系统设计原理
嵌入式系统中的实时操作系统设计原理嵌入式系统是指嵌入到其他设备和机器中的特殊计算机系统。
与通用计算机不同，嵌入式系统通常用于控制和监测设备或机器的操作。
因此，嵌入式系统需要实时响应和高度可靠性，这就需要实时操作系统（RTOS）来提供支持。
RTOS的核心任务是管理嵌入式系统的资源，包括处理器时间、内存、输入输出和外部事件等。
它必须保证系统能够实时响应用户请求和外部事件，并协调不同的任务之间的执行顺序。
实时操作系统不仅包括操作系统内核，还包括各种服务和工具，例如驱动程序、调试器和性能监视器等。
实时操作系统实时操作系统通常分为两种类型：硬实时操作系统和软实时操作系统。
前者对任务的响应时间要求非常严格，而后者对任务的响应时间要求比较宽松。
对于嵌入式系统来说，硬实时操作系统更为常见，因为嵌入式系统的响应时间非常重要。
RTOS的设计原则设计一个实时操作系统需要考虑许多因素，包括在嵌入式系统中所需的功能、可靠性、实时性、效率和安全性等。
在设计RTOS时需要遵循以下原则。
响应时间RTSO最主要的任务是实现实时响应，因此响应时间是最基本的原则之一。
响应时间的优化包括减少上下文切换次数、减少延迟时间、缩短任务之间的切换时间、避免死锁、避免资源竞争等。
中断处理中断处理又是RTOS中最重要的任务之一。
在中断中，RTOS必须让中断服务例程（ISR）可以及时响应，并最大限度地减少ISR执行所需的时间。
对中断响应时间的优化也是RTOS设计中不可或缺的部分，减少ISR的响应时间有助于实现更严格的实时性要求。
优先级RTOS必须为各个任务分配优先级，确保任务的执行顺序是正确的。
优先级的调整是实现实时性的重要因素之一。
这意味着一个高优先级的任务总是在一个低优先级的任务前先执行，但是，只要低优先级任务不违反RTOS的限制，低优先级任务还是能够执行的。
互斥和同步互斥和同步是RTOS必须的特性。
相互独立的任务之间不应该发生互相干扰的情况。
嵌入式系统中的实时操作系统
嵌入式系统中的实时操作系统Real T ime Operating System for Embedded System中国科学院软件研究所(100080) 叶以民 赵会斌 耿增强李小群 郑良辰 罗从难【摘要】简要介绍了实时操作系统的实现方法,例举了基于Linux 核心的实时操作系统。
关键词:嵌入式系统,实时操作系统Abstract :An im plementation of real time operating system is briefly introduced ,and tw o exam ples of real time operating system based on Linux are given.K ey w ords :embedded system ,real time operating system 所谓“实时”,对于计算机系统而言意味着不但要求逻辑结果正确,而且有时间的要求,即这个结果必须产生截止期限之前。
对于实时而言,时间期限的要求是必须得到满足的,但是区分具体应用场合,这种要求的严格程度又有所不同。
如果这种要求是绝对的,任何一次不满足就能造成实难性后果,那就称之为强实时;否则,偶尔的不满足并不足以造成严重后果,是可以接受的,则称为弱实时。
相应的,具有这两种特性的操作系统就分别被称为强实时及弱实时操作系统。
在操作系统领域,实时操作系统属于一个很特别的“另类”,绝大多数的人们对此较为陌生。
人们常见的是所谓分时系统。
最为经典的分时系统当推UNIX 操作系统,已经具有近百年的历史,广泛应用于研究、教育及商业领域。
UNIX 系统的优点在于它的高效率及开放性,在这方面,同为分时系统的W ind ows 是望尘莫及的。
由于其开放性,人们依托UNIX 制定了一系列关于开放系统的标准,UNIX 系统逐渐成为开放系统的代名词。
近来“窜红”的Linux 操作系统[2]是UNIX 的诸多变种之一,它是“自由软件”,更把UNIX 的开放性发扬到了极致。
单片机嵌入式系统原理及应用单片机的定时器和计数器
定时器/计数器有多种工作模式 ，如计数模式、定时模式、自动
重载模式等。
定时器/计数器具有输入捕获功能 ，可以用于检测外部事件或信号
。
定时器/计数器具有输出比较功能 ，可以用于控制外部设备或产生
PWM信号。
03 单片机定时器与 计数器的应用
定时器的应用
实时时钟功能
单片机定时器可以用于提供实时时钟功能，通过定时中断，可以精确地控制时间间隔， 实现时间戳记录、事件触发等功能。
06 单片机定时器与 计数器的未来发 展与挑战
技术发展趋势和挑战
技术集成度更高
低功耗设计需求
随着半导体工艺的进步，单片机定时器与 计数器的集成度将越来越高，功能更加强 大。
随着物联网和智能设备的普及，对单片机 定时器与计数器的低功耗设计需求日益增 长，要求更高效的能源利用。
高精度时间测量
实时性能挑战
定义与特点
定义
单片机嵌入式系统是指将单片机嵌入 到某个硬件设备中，通过软件编程实 现特定的功能和控制。
特点
单片机嵌入式系统具有体积小、功耗 低、可靠性高、实时性强等特点，广 泛应用于智能家居、工业控制、医疗 设备等领域。
单片机在嵌入式系统中的应用
实现控制功能
单片机可以通过编程实现各种控 制逻辑和算法，对硬件设备进行 精确控制。
医疗电子
医疗电子领域对设备的安全性和精度要求极高，单片机定 时器与计数器需要满足高标准的技术要求，以确保医疗设 备的正常运行。
工业自动化
工业自动化领域对单片机定时器与计数器的可靠性和稳定 性要求较高，需要不断改进技术以满足生产线的精确控制 需求。
物联网
物联网技术的发展为单片机定时器与计数器提供了广阔的 应用前景，需要应对大规模设备连接和数据处理的挑战。
嵌入式系统的实时操作和嵌入式软件开发
嵌入式系统的实时操作和嵌入式软件开发嵌入式系统是一种以特定任务为目标，嵌入到特定设备中的计算机系统。
它通常用于控制和监视设备的运行，如汽车电子、自动化控制、医疗设备、智能家居等。
嵌入式系统的实时操作是其最重要的特性之一，而嵌入式软件开发则是实现这一特性的关键。
实时操作是指嵌入式系统必须在规定的时间内对精确的数据进行响应，并做出适当的控制或决策。
这需要嵌入式系统具有高可靠性和强大的实时性能。
实时性能包括任务调度、中断处理、时钟管理等方面。
任务调度是指在不同的时刻，系统能够正确地调度各种任务，保证各个任务的执行。
中断处理是指当系统需要响应外部事件时，能够正确地处理中断事件，并保证后续的任务继续执行。
时钟管理是指系统能够准确地计时，并调度任务按时执行。
嵌入式软件开发是实现嵌入式系统实时操作的基础。
嵌入式软件开发通常包括软件设计、编码、测试和维护等环节。
软件设计是根据系统的要求，将硬件和软件结合在一起，形成一个嵌入式软件系统。
编码是将设计好的软件系统转化为可执行的程序。
测试是保证软件系统满足规定要求的过程。
维护是在软件系统实施过程中，对软件进行修补和更新，保持软件系统的高可靠性和强大的实时性能。
在嵌入式软件开发过程中，有很多要注意的点和技巧。
首先，要选择适当的开发语言和工具。
常用的开发语言包括C/C++、Java、Python等。
选择适当的工具可以提高开发效率和软件质量。
其次，要遵循嵌入式软件开发规范。
嵌入式软件开发规范包括代码规范、软件架构规范、文档规范等。
遵循这些规范，可以提高软件的可维护性和可扩展性。
最后，要注重软件测试和调试。
测试可以有效地保证软件满足规定的要求，调试可以解决软件在实施过程中出现的问题。
总之，嵌入式系统的实时操作和嵌入式软件开发是嵌入式系统设计的核心。
实现嵌入式系统实时操作需要有强大的实时性能和高可靠性。
嵌入式软件开发要注意选择适当的开发语言和工具，遵循开发规范并注重软件测试和调试。
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告警时间寄存器
实时时钟寄存器
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五 基础知识
实时时钟控制寄存器
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五 基础知识
告警控制寄存器
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五 基础知识
实时时钟计数器
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五 基础知识
告警时间寄存器
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五 基础知识
实时时钟寄存器
2410memcfg.inc Memory bank configuration file
2410lib.c
S3C2410 PLL,Uart, LED, Port Init
2410addr.h S3C2410 Define Address Register
Interrupt.c
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串口接口函数说明(2410lib.c)
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文件说明
第12次到此
2410INIT.S JXARM9-2410的入口代码
2410slib.s
S3C2410的支持库
2410addr.inc S3C2410 Define Address Register
2410option.inc Configuration options for .S files
配置系统时钟 void ChangeMPllValue(0xa1,0x3,0x1); //FCLK=202.8MHz void ChangeClockDivider(1,1)// 修改实时时钟当前时间、日期 void rtc_set_date(st_date* p_date) 获取实时时钟当前时间、日期 void rtc_get_date(st_date* p_date) 初始化S3C2410的TICK定时器 void rtc_tick_init( char tick ) 设置S3C2410的告警时间以及方式 void rtc_alarm_set(st_date* p_date, unsigned char mode)
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五 基础知识
S3C2410的实时时钟
时钟数据采用BCD编码 能够对闰年的年月日进行自动处理 具有告警功能，当系统处于关机状态时，能产生告警中断； 具有独立的电源输入 提供毫秒级时钟中断，该中断可用于作为嵌入式操作系统的内核时钟
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五 基础知识
S3C2410的实时时钟寄存器
第七讲 实时时钟
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提纲1Βιβλιοθήκη 实验目的2 实验内容
3 预备知识
4 实验设备
5 基础知识
6 实验过程
7 实验报告要求
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2
实验目的
了解实时时钟在嵌入式系统中的作用 掌握实时时钟的使用
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3
实验内容
编程实现实时时钟功能，每秒显示实时时钟 编程实现实时时钟告警功能
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六 实验报告要求
实验报告要求
简述RTC的作用 程序实现在六个数码管上显示实时时钟。 利用外部中断2和3按钮，程序实现秒表计时器
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课程结束
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4
预备知识
了解ADT集成开发环境的基本功能 学习S3C2410的实时时钟模块的使用
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5
四实实验验设设备备
JXARM9-2410教学实验箱 ADT1000仿真器和ADT IDE集成开发环境
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6
五 基础知识
实时时钟在嵌入式系统中的作用
在一个嵌入式系统中，实时时钟单元可以其提供可靠的 时钟，包括时分秒和年月日；即使在系统处于关机状态 下它也能够正常工作（通常采用后备电池供电），它的 外围也不需要太多的辅助电路，典型的就是只需要一个 高精度的晶振。