摘要：介绍一种基于small rtos51嵌入式操作系统的医疗仪器——智能型肠营养液输液泵。首先介绍系统的功能及硬件组成，然后重点介绍如何利用small rtos51来设计系统软件。最后，给出应用small rtos51嵌入式操作系统制造的智能型肠营养液输液泵的试验数据。

关键词：small rtos51实时操作系统 肠营养液泵 嵌入式操作系统

引言

随着各种电子系统在各个领域中应用的不断深入，对电子系统本身的要求也越来越高，尤其对于控制系统软件设计的可靠性、实时响应等各个方面的性能有了更严格的要求。单片机的程序设计不再是前后台的运行模式，而是采用多任务实时操作系统的设计思想。由于使用嵌入式操作系统，可以将具体应用分解成多个任务，简化了应用系统软件的设计，使控制系统的实时性得到保证，使其达到理想状态。良好的多任务设计，还有助于提高系统的稳定性和可靠性。

目前，国内应用最多的是以51系列单片机为主的8位单片机。在51系列单片机系统中，可以进行移植的嵌入式操作系统为数不多。其中，keil自带的rtx51没有源代码，使用起来很不方便；uc/osii虽然有源代码，也有移植成的例子，但是，它对于51系列单片机系统的资源占用过大，需要外扩ram，而且要保证每个函数的可重入性，使用起来比较勉强。small rtos51是专门为小ram系统设计的占先式内核，占用资源少、实时性好，应用在本系统上非常合适。

1 系统功能及硬件描述

1．1 系统的功能描述

对于处于昏迷状态或食道进行手术的病人，需要一种按时、按量对病人进行肠营养液输入的智能型肠营养液输液泵，以达到维持病人生命的目的。本文介绍的智能型肠营养输液泵（以下简称营养泵）主要实现以下功能：

*根据要求，可以设定输入营养液的总量、流速、温度等参数，并且在运行过程中可以任意修改；

*根据指令，自动检测和控制营养液的流量和流速，并将数据反馈给主程序；

*根据设定营养液的温度，自动检测和控制营养液的温度，并将温度数据反馈给主程序；

*在出现营养液的温度、流量和流速异常时，发出声、光报警信号；

*使用lcd显示各种数据，随时查看已经输入营养液的数量、温度、流量和流速；

*营养泵主要由220vac供电，同时备有应急充电电池，一次充电可以连续运行12小时以上，以备医院紧急停时使用。

1．2 系统的硬件描述

本营养泵的电路原理框图如图1所示。

系统的主控cpu采用philips公司的89c51rd2，实现系统的多任务控制；lcd采用北京青云的lcm12232b液晶模块，显示液体的控制参数；控制温度的dac采用ti公司的tlc5615，使营养液温度误差达到0.1℃以内；电池容量和温度的反馈值均为模拟电压，采用a/d，转换后，送入cpu；a/d转换器使用的是ti公司的tlc1543；应急电池充电电路，采用linear公司的ltc4006，充电电压为12.6v，电池容量为4000mah；营养液流量反馈，采用红外线对管，直接由cpu记数；营养泵电机使用直流电动机，采用控制电机运行和停止时间的方法对转速进行闭环控制，以达到控制液体流量的目的。

2 small rtos51简介

small rtos51是一个专门为51系列单片机设计的嵌入式实时操作内核，使用keil编译器可以直接使用其代码，它有如下特点。

①公开源代码。只要遵循许可协议，任何人可以免费获得源泉代码，便于用户的二次开发。

②可移植性。用户可以把与cpu有关的控制指令压缩到最小，把大部分精力放在cpu的控制程序上。可以使用ansi c编写应用程序，不仅简化了编程手段，而且便于程序移植。

③可固化性。small rtos51为嵌入式系统设计，可以嵌入到产品中，成为产品的一部分。

④占先式运行。small rtos51可以管理16个用户任务，每个任务可以设置不同