基于单片机的智能电疗仪的μC/OS—II移植与研究

徐肖鲸+++赵宏才+++郭佳乐+++刁少文

摘 要：随着智能化对各行各业的影响，传统医疗行业也迎来了更先进的治疗手段。在单片机作为控制核心的电疗仪中，如果能让电疗仪具备多种功能并同时工作互不干扰，就可以使电疗的过程更加安全便捷。文章将对μC/OS-II嵌入式操作系统进行分析和移植研究，用以改善电疗仪的功能。

关键词：电疗仪；单片机；μC/OS-II移植；STM32F103RCT6

1 智能电疗仪的介绍

随着信息技术的不断进步，嵌入式智能设备的发展使得人们在使用医疗器材时会更多地考虑其智能性与易用性以及更好的人机交互性。那么为基于STM32F103RCT6控制的電疗仪移植一款能增强其性能的嵌入式操作变得尤为重要。

本文将对如何在STM32F103RCT6上移植μC/OS-II 操作系统进行研究，从而使得基于STM32F103RCT6控制的电疗仪能够进行多任务同时工作，也使电疗仪能完成多个任务之间的协同工作，让治疗过程更加智能、安全。

2 μC/OS-II嵌入式操作系统的介绍

μC/OS-II是一种开源的实时多任务嵌入式操作系统，由于其采用抢占式实时多任务的工作模式，使得其可以同时运行多个各个任务。

相比于没有植入μC/OS-II的STM32F103RCT6，CPU中所有程序都处在一个大循环中，从而无法实时响应外部中断，并且也没有办法同时进行多任务，如果没有μC/OS-II的帮助，电疗仪的使用和管理都将不太容易。

与此同时，μC/OS-II还具有完整、可移植、可固化、可裁剪定制的优点，只需针对相应的芯片进行适当裁剪，就可以移植到各类嵌入式处理器里。

3 μC/OS-II 的移植过程介绍

STM32F103RCT6内核为Cortex-M3，在进行移植工作时可分为三个部分见表1：

第一部分，与处理器类型没有关系的文件，这类文件可以直接移植，并根据实际需求进行裁剪。

第二部分，一些包含有应用程序所需要的所有头文件，这类文件用来控制函数和相关任务数量、事件控制块、优先级等。

第三部分，关系到能否成功移植μC/OS-II的文件，这类文件与处理器紧密相关。

4 移植OS_CPU.H 、OS_CPU_C.C 、OS_CPU_A.ASM的难点分析

4.1 OS_CPU.H文件

该文件主要包含了用户#define定义语句，与处理器相关的常数，类型以及宏。在移植过程中的主要是对禁止或者允许中断宏、编译器相关的数据类型、栈增长方向、以及 OS_TASK_SW（）宏的定义。

4.2 OS_CPU_C.C 文件

该文件主要是在创建任务时对任务堆栈和钩子函数进行初始化操作，在初始化时将对任务堆栈结构进行初始化，在钩子函数可以不包含其他代码，一般通过声明9个空函数以作为扩展μC/OS-II 功能时使用。

4.3 OS_CPU_A.ASM文件

该文件是移植μC/OS-II中最为关键的部分，OS_CPU_A.ASM包括与处理器相关的汇编函数，对于多任务进行系统切换的程序，针对任务的优先级不同优先运行优先级最高的程序。OS_CPU_A.ASM的具体功能实现与测试如图1所示。

5 结束语

本文给出了将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内核的优点与移植方案。经过将μC/OS-II移植进STM32F103RCT6将很大程度地提高电疗仪的功能，使得医生或者患者在使用电疗仪时能更加安全、便利，实实在在地感受到医疗设备智能化带来的好处。

参考文献

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[5]王登科.基于ARM的便携式生物电疗仪[D].西北工业大学，2007.

作者简介：徐肖鲸（1991-），男，硕士，青岛理工大学，研究方向：智能体控经络电疗仪的研发。

赵宏才（1958-），男，研究生导师，副教授，青岛理工大学。

郭佳乐（1990-），男，硕士，青岛理工大学，研究方向：康复机器人。

刁少文（1989-），男，硕士，青岛理工大学。