在數控機床系統中，功能模塊可分為兩大部分：一部分是實時性要求不高的功能，例如人機界面交互管理等；另一部分是實時性要求高的功能，主要有伺服控制、插補計算等。根據這一特點，該系統采用兩級控制結構，利用IPC豐富的軟件資源，提供圖形化的人機交互環境；利用嵌入式執行控制器的高實時性和穩定性，實現快速、可靠的控制，充分發揮了二者的優點。兩級之間用串行口進行實時通信。本文主要介紹嵌入式執行控制器的實現。

　　1 數控機床系統硬件結構

　　數控機床系統硬件結構如圖1所示，IPC作為上位機，安裝有專用軟件，實現人機交互；C8051020芯片及其外圍電路構成的嵌入式執行控制器作為下位機，負責實時、可靠的控制。執行控制器通過串行口接收上位機的命令信息(包括：插補命令、開關量控制命令)，再將這些信息轉換成控制信號輸送給相應的執行部件。例如，將插補命令轉換成一連串的插補信號，輸送給電機控制部件；將開關量控制命令轉換成輸出信號，通過I／O驅動隔離接口板輸送給相應的開關控制器。執行控制器同時還有2個檢測任務：一個是刀具是否運動到各軸限位點的檢測，另一個是間隙電壓的檢測。這兩個信息將為運動時的自動調節控制提供依據。執行控制器還負責將運行中的狀態信息組裝成幀，實時地傳送給上位機。

　　2 μC／OS-Ⅱ在C8051F020上的移植

　　要使用μC／OS-Ⅱ，首先就必須把這個內核成功地移植到C805lF020上。μC／OS-Ⅱ的移植主要是對OS_CPU．H，OS_CPU_A．ASM和OS_CPU_ C．C三個文件進行修改，下面就具體的修改內容做介紹。

　　2．1 OS_CPU．H文件的修改、

　　OS_CPU．H包括了用#define定義的與處理器相關的常量、宏和類型定義。其中，需要修改的部分如下：

　　2．2 OS_CPU_A．ASM文件的修改

　　該文件包含4個匯編語言函數。

　　(1)OSStartHighRdy()函數在多任務系統啟動函數OSStart()中調用。作用是設置系統運行標志位OSRunning=TRUE；將就緒表中最高優先級任務的棧指針Load到SP中，并強制中斷返回。

　　(2)OSCtxSw()函數是在任務級切換函數中調用的。作用是保存當前任務的環境變量，將當前SP存入任務TCB中，載入就緒最高優先級任務的SP，恢復就緒最高優先級任務的環境變量，中斷返回。這樣就完成了任務級的切換。

　　(3)OSIntCtxSw()在退出中斷服務函數OSIntExit()中調用。作用是實現中斷級任務切換。

　　(4)OSTicklSR()系統時鐘節拍中斷服務函數，其周期的大小決定了內核所能給應用系統提供的最小時間間隔服務。該中斷由C8051F020的TO定時器完成，設置定時時間為20 ms。修改代碼如下：