TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI BAI HOC LUAN VAN THAC Si Nghiên cứu hệ điều hành thời gian thực trên vi điều khiển Vũ Trần Hải Nguyên hainguyen.com Ngành Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: PGS. Dé Van Truéng Chi ky cia GVHD Viện: Cơ khi HÀ NỘI, 10/2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập — Tự do— Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VAN THẠC SĨ Ho va tan tác giả luận văn: Vũ Trần Hải Nguyên T tải luận văn: Nghiên cứu hệ điền hành thời gian thực trên vị điền khiển. Chuyên ngành: Cơ diện tử Mã sĩ 8V: CA180109 Tác giả, Người hướng dân khoa học và Hội dông chấm luân văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận vấn theo biên bản họp Hội đồng ngay 31/10/2020 véi cdc ndi dung sau: + Bồ sung thêm tài liệu tham khảo. + Chỉnh sửa lỗi chính tä, dịch thuật.
I Tầm rõ mục tiên nghiên cứu, thông số kỹ thuật của thực nghiệm dé chi Tổ ưu điểm, đồng góp của luận vẫn Ngày tháng năm 2020 Giảu viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG Mau le Đề tài luận văn Dé lai én tiếng Việt: “Nghiên cứu hệ điều hành thời gian thực trên vi điều khiến”. Để lài lên tiếng Anh: “Research Real-time operating system on microconfroller”. Người hướng dẫn: PGS. Giáo viên hướng dẫn Ki và ghi rõ họ lên Lời nói đầu Khi hdc 14i hé digu hanh chung la hay nighi tg: Windows, Ubuntu, MAC OS,.
tuy nhiên, trong những năm gẫn dây, các hệ thông diéu khién theo dạng thời gian thực hay với tên gọi quen thuộc mà chúng ta thường hay thây là RTOS thu hút nhiều sự chủ ý trong giới khoa học nghiên cứu về khơa học máy lính. Một sỏ ứng dụng quan trọng của hệ thống thỏi gian thực đã và dang dược ứng dung rộng rãi hiện nay trong những ứng đựng mà tải nguyên hạn chế nhưng có yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian, tỉnh sẵn sảng và khả năng tự kiểm soát chính. xác như các dây chuyển sản xuất tự động, robot, điêu khiển không lưu, điều khiến các thí nghiệm tự động, truyền thông, điền khiển giao thông, quân sự. “trên thị trường hiện nay có rất nhiều hệ điêu hành thời gian thực có thể kế đến như QNX, VxWork, EreeRTOS, embOS,.
Trong để tài luận văn này chúng ta sẽ tìm hiểu hệ điều hành thời gian thực ErcceRTOS, một hệ diều hành có mã nguồn mở, một hệ sinh thái rộng lớn, kết nối, lập trinh, triển khai và quán lý các thiết bị công suất thấp một cách bảo mật. Phương pháp lập trình. Giới thiệu hệ thông, 3. Đặc lã hệ thông.
Mô tả hệ thông 3. Các kết nổi và mô tả uw94 w 3.6, Thiét kế phần cứng, 3. Giải thuật à phần miểu: 3. Trình phát triển và biên địch ww os 3.
Code của chương trinh. Các bước thực hiện 66 3. Kết quả thu được 2. Chuyén dai ngit canh (Context Switching) 3.
Giới thiệu về một số tính năng cơ bản. Semaphore nhj phan (Binary semaphores) - - 31 3.5, Hộ định thời phân mém (Software Timer) 3. Nhóm sự kiện (EVenf gg0p). Chức năng Tđle Hook 3.
Tick Hook Function - - - 36 Chương 4. Hệ điều hành thời gian thực FreeRTOS trên ví điểu khiển 37 1. Cac file nguồn của FreeRTOS: LL. Các tệp nguồn tủy chọn.
Các header file cần khai báo vào project 2. cesses site - 2/2, tRBk Ho Hegmereereeraeiee 2. Che APT tao task 232 APT điêu khiển task 2. Cae APT task tiện ich 3 24 Các API điều khiến RTOS kemel 3 4 5, 6.
Triển khai project cụ thể 3. Dat van dé "¬ suy. Cáo thư viện và APL,. Léi cam on Trude tiên lôi xin cảm on Giẳng viên hướng dẫn luận văn của lôi - PGS.
TS Đỗ Văn Trường. Câm ơn vì cánh cửa dễn văn phòng, của Phó Giáo sư luôn rộng mở mãi khi tôi gặp phải rắc rồi hoặc có câu hỏi về vân đề nghiên cứu của mình. Thay vẫn luôn cho phép tôi Lự do bảy tô quan điểm đồng thời đưa ra những nhận xét, góp ý, dân đất tôi di dúng hướng trong suốt thời gian nghiên cửu, thực hiện. để tài luận văn thạc sĩ.
Tôi cũng xin cảm on cae thay cô trong Viện Cơ Khí - Truong, Dai hye Bach +khoa Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến thức chuyên sâu vẻ chuyên ngành trơng suốt thời gian học tập để tôi có dược nên lãng kiến thức hỗ trợ rất lớn cho tôi trong quả trinh lảm luận văn thạc sĩ. Cuối cing, 141 xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè vì đã luôn Hỗ trợ tôi và khuyến khích liên tục trong suốt những năm học tập và qua quả trình nghiên cứu và viết luận văn này. Thành tựu này sẽ không thể cỏ được nêu không có họ. Xem chân thành cảm ơn! ‘Tom tat luận văn 1.
Vẫn đề cần thực hiện TIiện nay, chúng ta biết đến hệ điền hành chủ yêu là đành cho may tinh. Tuy thiên trong thục tế, có rất nhiều thiết bị điện tử có chạy một dạng hệ điều hành 1út gọn bên Irong mó. Ví dụ như những hệ điều hành được thiết kế cho vị diều khiển sử dụng trong những ứng dụng co yéu câu thời gian đáp ứng nhanh, chính. xác về thời gian.
Trong để tài luận văn nảy chúng ta sé tim hiểu về hệ điều bánh thời gian thyc (Real-time operation system-RTOS) noi chung vá FreeRTOS một trong những hệ điều hảnh đáp ứng được những yêu cầu niều trên. Phương pháp thực hiện 121 Thn liễu hệ điều hành 8 diéu hank (Operating System — OS) là một chương trinh hay một hệ chương trình hoạt động giữa người sử dụng (user) và phân cứng máy tỉnh, đâm nhận nhiệm vu chia sẽ những tải nguyên phân cứng, điều khiển và phối hợp việc sử dựng phân cứng cho những ứng dụng khác nhau. Tìm hiểu hệ điều hành thời gian thực Hệ điều lành thei gian thwc (real-time operation system-RTOS) duoc tao 18 để giúp các ứng dụng thời gian thục xổ lý đữ liệu mà bộ đệm gần nhự không có độ trễ, Khi đó, mọi yêu câu vẻ thời gian (kế cả thời gian trễ của hệ điên hành) được xử lý rất nhanh, thời gian tính toán chỉ phân mười giây hoặc có thể ngắn hon. 1 Tìm hiểu chỉ tẪt về hệ điều hành Fre«RTOS TreeRTOS được nghiên củu và phát triển bơi Richard Barry, ông công bố hệ điển hành nảy vào nồm 2003 với tên ban dầu là FRTOSØ7.
FrecRTOS là hệ điều hành thời gian thục hàng đầu trên thị trường, dành cho các bộ vị điều khiển và bộ vi xử lý nhả. Ngày nay hệ điểu hành này rất phổ biên nhờ có dé tin cậy cao, khả năng truy cập và để sử dụng, được cộng đồng lập trình hệ thẳng nhúng sử dựng và úng hộ, 1. Công cụ sử dụng Trong đê tài nan văn này, tôi lựa chọn triển khai hệ điển hành FreeRTOS lên vị điều khiển BSP32 thông qua trinh dich ARDUINO 1. Kết quả của đề tải luận văn và định hưởng phát triển Để tải hiận văn dã dưa ra dược những khái niệm cơ bản vẻ hệ diệu hành thời gian thục nói chung hay hệ điều hành IreeRTOS nói riêng, để từ đó giúp triển khai lên vi điều khiển ESP32.
Tuy nhiền, trong đề tải luận văn này mới chỉ đưa ra những ví dụ đơn gián vả bó hẹp trong một vị điều khiển nhất định. Trong tương lai chứng ta có thể nghiền cứu mỏ rộng cho nhiều vi điều khiên khác nhau và cho những ứng dụng phức tạp hơn. Hà Nội ngây tháng năm 2020 HỌC VIÊN Kỹ và ghỉ rõ họ tên Lời nói đầu Khi hdc 14i hé digu hanh chung la hay nighi tg: Windows, Ubuntu, MAC OS,. tuy nhiên, trong những năm gẫn dây, các hệ thông diéu khién theo dạng thời gian thực hay với tên gọi quen thuộc mà chúng ta thường hay thây là RTOS thu hút nhiều sự chủ ý trong giới khoa học nghiên cứu về khơa học máy lính.
Một sỏ ứng dụng quan trọng của hệ thống thỏi gian thực đã và dang dược ứng dung rộng rãi hiện nay trong những ứng đựng mà tải nguyên hạn chế nhưng có yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian, tỉnh sẵn sảng và khả năng tự kiểm soát chính. xác như các dây chuyển sản xuất tự động, robot, điêu khiển không lưu, điều khiến các thí nghiệm tự động, truyền thông, điền khiển giao thông, quân sự. “trên thị trường hiện nay có rất nhiều hệ điêu hành thời gian thực có thể kế đến như QNX, VxWork, EreeRTOS, embOS,. Trong để tài luận văn này chúng ta sẽ tìm hiểu hệ điều hành thời gian thực ErcceRTOS, một hệ diều hành có mã nguồn mở, một hệ sinh thái rộng lớn, kết nối, lập trinh, triển khai và quán lý các thiết bị công suất thấp một cách bảo mật.
Phương pháp lập trình. Giới thiệu hệ thông, 3. Đặc lã hệ thông. Mô tả hệ thông 3.
Các kết nổi và mô tả uw94 w 3.6, Thiét kế phần cứng, 3. Giải thuật à phần miểu: 3. Trình phát triển và biên địch ww os 3. Code của chương trinh.
Các bước thực hiện 66 3. Kết quả thu được Léi cam on Trude tiên lôi xin cảm on Giẳng viên hướng dẫn luận văn của lôi - PGS. TS Đỗ Văn Trường. Câm ơn vì cánh cửa dễn văn phòng, của Phó Giáo sư luôn rộng mở mãi khi tôi gặp phải rắc rồi hoặc có câu hỏi về vân đề nghiên cứu của mình.
Thay vẫn luôn cho phép tôi Lự do bảy tô quan điểm đồng thời đưa ra những nhận xét, góp ý, dân đất tôi di dúng hướng trong suốt thời gian nghiên cửu, thực hiện. để tài luận văn thạc sĩ. Tôi cũng xin cảm on cae thay cô trong Viện Cơ Khí - Truong, Dai hye Bach +khoa Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến thức chuyên sâu vẻ chuyên ngành trơng suốt thời gian học tập để tôi có dược nên lãng kiến thức hỗ trợ rất lớn cho tôi trong quả trinh lảm luận văn thạc sĩ. Cuối cing, 141 xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè vì đã luôn Hỗ trợ tôi và khuyến khích liên tục trong suốt những năm học tập và qua quả trình nghiên cứu và viết luận văn này.
Thành tựu này sẽ không thể cỏ được nêu không có họ. Xem chân thành cảm ơn! ‘Tom tat luận văn 1. Vẫn đề cần thực hiện TIiện nay, chúng ta biết đến hệ điền hành chủ yêu là đành cho may tinh. Tuy thiên trong thục tế, có rất nhiều thiết bị điện tử có chạy một dạng hệ điều hành 1út gọn bên Irong mó.
Ví dụ như những hệ điều hành được thiết kế cho vị diều khiển sử dụng trong những ứng dụng co yéu câu thời gian đáp ứng nhanh, chính. xác về thời gian.