基于單片機的智能電療儀的μC/OS—II移植與研究

徐肖鯨+++趙宏才+++郭佳樂+++刁少文

摘 要：隨著智能化對各行各業的影響，傳統醫療行業也迎來了更先進的治療手段。在單片機作為控制核心的電療儀中，如果能讓電療儀具備多種功能并同時工作互不干擾，就可以使電療的過程更加安全便捷。文章將對μC/OS-II嵌入式操作系統進行分析和移植研究，用以改善電療儀的功能。

關鍵詞：電療儀；單片機；μC/OS-II移植；STM32F103RCT6

1 智能電療儀的介紹

隨著信息技術的不斷進步，嵌入式智能設備的發展使得人們在使用醫療器材時會更多地考慮其智能性與易用性以及更好的人機交互性。那么為基于STM32F103RCT6控制的電療儀移植一款能增強其性能的嵌入式操作變得尤為重要。

本文將對如何在STM32F103RCT6上移植μC/OS-II 操作系統進行研究，從而使得基于STM32F103RCT6控制的電療儀能夠進行多任務同時工作，也使電療儀能完成多個任務之間的協同工作，讓治療過程更加智能、安全。

2 μC/OS-II嵌入式操作系統的介紹

μC/OS-II是一種開源的實時多任務嵌入式操作系統，由于其采用搶占式實時多任務的工作模式，使得其可以同時運行多個各個任務。

相比于沒有植入μC/OS-II的STM32F103RCT6，CPU中所有程序都處在一個大循環中，從而無法實時響應外部中斷，并且也沒有辦法同時進行多任務，如果沒有μC/OS-II的幫助，電療儀的使用和管理都將不太容易。

與此同時，μC/OS-II還具有完整、可移植、可固化、可裁剪定制的優點，只需針對相應的芯片進行適當裁剪，就可以移植到各類嵌入式處理器里。

3 μC/OS-II 的移植過程介紹

STM32F103RCT6內核為Cortex-M3，在進行移植工作時可分為三個部分見表1：

第一部分，與處理器類型沒有關系的文件，這類文件可以直接移植，并根據實際需求進行裁剪。

第二部分，一些包含有應用程序所需要的所有頭文件，這類文件用來控制函數和相關任務數量、事件控制塊、優先級等。

第三部分，關系到能否成功移植μC/OS-II的文件，這類文件與處理器緊密相關。

4 移植OS_CPU.H 、OS_CPU_C.C 、OS_CPU_A.ASM的難點分析

4.1 OS_CPU.H文件

該文件主要包含了用戶#define定義語句，與處理器相關的常數，類型以及宏。在移植過程中的主要是對禁止或者允許中斷宏、編譯器相關的數據類型、棧增長方向、以及 OS_TASK_SW（）宏的定義。

4.2 OS_CPU_C.C 文件

該文件主要是在創建任務時對任務堆棧和鉤子函數進行初始化操作，在初始化時將對任務堆棧結構進行初始化，在鉤子函數可以不包含其他代碼，一般通過聲明9個空函數以作為擴展μC/OS-II 功能時使用。

4.3 OS_CPU_A.ASM文件

該文件是移植μC/OS-II中最為關鍵的部分，OS_CPU_A.ASM包括與處理器相關的匯編函數，對于多任務進行系統切換的程序，針對任務的優先級不同優先運行優先級最高的程序。OS_CPU_A.ASM的具體功能實現與測試如圖1所示。

5 結束語

本文給出了將μC/OS-II移植到STM32系列芯片STM32F103RCT6上的方案，分析并研究了μC/OS-II內核的優點與移植方案。經過將μC/OS-II移植進STM32F103RCT6將很大程度地提高電療儀的功能，使得醫生或者患者在使用電療儀時能更加安全、便利，實實在在地感受到醫療設備智能化帶來的好處。

參考文獻

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作者簡介：徐肖鯨（1991-），男，碩士，青島理工大學，研究方向：智能體控經絡電療儀的研發。

趙宏才（1958-），男，研究生導師，副教授，青島理工大學。

郭佳樂（1990-），男，碩士，青島理工大學，研究方向：康復機器人。

刁少文（1989-），男，碩士，青島理工大學。