基于51单片机多任务嵌入式操作系统模型.doc

这个操作系统很给力一种裸奔多任务模型 一个网友的总结：stateMachinetimerTickqueue。 在RTOS环境下的多任务模型： 任务通常阻塞在一个OS调用上（比如从消息队列取数据）。 外部如果想让该任务运转，就要向消息队列发送消息。 任务收到消息时，根据当前状态，决定如何处理消息。这就是状态机。 任务将消息队列中的消息处理完毕后，重新进入阻塞状态。 任务在处理中，有时要延时一段时间，然后才继续工作： 为了充分使用CPU，可以通过OS调用让其它任务去工作。 OS通常会提供一个taskDelay调用。 当任务调用taskDelay时，即进入阻塞状态，直到超时，才重新进入可工作状态（就绪状态）。 下面说说裸奔环境下的多任务模型： 裸奔也可以多任务，但调度是由用户自主控制。 在RTOS环境下，一般提供抢占式调度。在裸奔时，一般是任务在处理告一段落后，主动结束处理。 RTOS环境下的任务，一般处于一个while(1)循环中。 while(1) 从消息队列接收消息。如果没有，将阻塞。 处理消息。 裸奔下的任务，一般采用查询方式： 查询是否有待处理的事件。 如果没有，返回。 如果有，根据任务的当前状态，进行处理。处理完毕后，可能返回，也可能将待处理事件全部处理完毕后再返回。 裸奔任务其实也处于一个while(1)循环中，只不过这个循环在任务外部。 main() A_taskInit();/任务的初始化 B_taskInit(); . while(1) A_taskProc();/任务的处理 B_taskProc(); 状态机既适用于OS环境，也适用于裸奔环境。 但在裸奔环境下，状态可能被切分得更细。例如后面讲的如何在裸奔环境实现taskDelay()。 消息队列既适用于OS环境，也适用于裸奔环境。 在OS环境下，消息队列机制由OS提供。 在裸奔环境下，消息队列要自己来实现。如果对队列的概念不清楚，可参考数据结构教材。 这个队列机制，可做成通用模块，在不同的程序中复用。 消息队列用于缓冲事件。事件不知道什么时候会到来，也不能保证来了就能迅速得到处理。 使用消息队列，可以保证每个事件都被处理到，以及处理顺序。 一般在两种情况下会用到消息队列： 存储外部事件：外部事件由中断收集，然后存储到队列。 串口接收程序中的接收循环缓冲区，可理解为消息队列。 任务间通讯：一个任务给其它任务发送消息。 timerTick，就是系统中的时钟基准。OS中总是有一个这样的基准。 在裸奔时，我们要用一个定时器（或RTC或watchdog）来建立这个时间基准。 一个tick间隔可以设置为10ms（典型RTOS的缺省设置）。让定时器10ms中断一次，中断发生时给tickNum。 以前，我在定时器中断中设置1S标志、200ms标志等等。时间相关的任务根据这些标志判断是否要执行。 近来，一般让任务直接去察看tickNum。两次相减来判断定时是否到达。 也可以在系统中建立一个通用定时器任务，管理与不同任务相关的多个定时器；在定时到达时，由定时器任务去调用相应的callback。 系统时钟基准是所谓“零耗时裸奔”的基础。 timerTick的分辨率，决定了只适于于较大的时间延时。 在做时序时的小延时，用传统方法好了。 OS中的taskDelay()在裸奔环境下的一种实现： OS环境： voidxxxTask(void) while(1) /waitEvent /dostep_1 taskDelay(TIME_OUT_TICK_NUM); /dostep_2 裸奔环境： voidxxxTask(void) staticunsignedinttaskStat=STAT_GENERAL;/任务状态变量 statictimer_tstartTick; timer_tcurrTick; if(taskStat=STAT_GENERAL) /checkevent /ifnoevent return; /dostep_1 startTick=sysGetTick();/sysGetTick()就是察看系统时间 taskStat=STAT_WAIT; return; elseif(taskStat=STAT_WAIT) currTick=sysGetTick();/sysGetTick()就是察看系统时间 if(currTick-startTick)=TIME_OUT_TICK_NUM) /dostep_2 taskStat=STAT_GENERAL; return; else return; 老生常谈-一种裸奔多任务模型ourdev_629752P0O6JH.txt(文件大小:4K)(原文件名:老生常谈-一种裸奔多任务模型.txt) C51多任务编程思想ourdev_629753EWA0LM.pdf(文件大小:143K)(原文件名:C51多任务编程思想.pdf) 基于51单片机的C语言多任务操作完美版ourdev_629754PETS4B.rar(文件大小:3K)(原文件名:基于51单片机的C语言多任务操作完美版.rar) Easy51RTOS的原理 /Easy51RTOS操作系统头文件 #includeos_cfg.h #includefunctns.h/常用一些功能函数 unsignedcharTempBuffer6;/显示温度字符串 unsignedcharstr212=,0,0,0,0,0,0,0xdf,0x43,0; /任务0:测温度送显 voidtask0(void) temp=ReadTemperature(); IntToStr(temp,TempBuffer); str23=TempBuffer0; str24=TempBuffer1; str25=TempBuffer2; str26=TempBuffer3; str27=TempBuffer4; str28=TempBuffer5; GotoXY(0,1); Print(str2); delay_nms(300); /任务1:键盘扫描，LCD显示 voidtask1(void) if(CHANGE=0)/判断change温度键是否按下 set_temp=key_set();/设定需要更改的温度值 if(set_temptemp) fengshan();/设定的温度temp) dianlu();/若大于,则打开电炉(这里用LED模拟一下) /任务2 voidtask2() /任务3 voidtask3() /任务4 voidtask4(void) /任务5 voidtask5(void) /任务6 voidtask6() /任务7 voidtask7() /main主函数 voidmain(void) OS_InitTimer0(); EA=1; LCD_Init(); LCD_w_data(1,1,Temp_Str); LCD_w_data(2,1,Key_Str); while(1) if(OS_Delay0=0)task0();OS_Delay0=100;/温度测量，每秒1次 if(OS_Delay1=0)task1();OS_Delay1=10;/键盘扫描，键值存储 if(OS_Delay2=0)task2();OS_Delay2=100;/读出存储的键值，LCD显示 if(OS_Delay3=0)task3();OS_Delay3=50; if(OS_Delay4=0)task4();OS_Delay4=100; if(OS_Delay5=0)task5();OS_Delay5=60; if(OS_Delay6=0)task6();OS_Delay6=70; if(OS_Delay7=0)task7();OS_Delay7=80; Delay(50); /Taskturn; /定时中断服务 voidOS_Timer0(void)interrupt1using2 uchari; /CRY_OSC,TIME_PER_SEC在easycfg.h中配置 TH0=255-CRY_OSC/TIME_PER_SEC/12/256; TL0=255-CRY_OSC/TIME_PER_SEC/12%256; /每节拍对任务延时变量减1，减至0后，任务就绪。 for(i=0;iMAX_TASK;i+) if(OS_Delayi!=0)OS_Delayi-; /Runing(On); /和传统的前后感觉基本上是一样的 /唯一的优点呢,是感觉OS_Delayn数组起到了分配各 Easy51RTOS的原理ourdev_629755MEIQGP.txt(文件大小:3K)(原文件名:Easy51RTOS的原理.txt) 基于51单片机的C语言多任务操作完美版 /* 1.本程序不使用任何汇编指令 2.由定时器T0产生中断，切换进程 3.由于中断或调用子程序，要把PC堆栈，故可以以SP为基址的地方找到PC 4.中断或子程序返回，要把SP出栈给PC，故可以操作SP改变程序入口 5.本程序经调试运行电路图已上传 6.程序编译是会有一个警告提示，为正常现象，因为保存R0-R7时，重新定义地址， 出现地址覆盖的警告提示。 7.用户以此模板写程序只需写用户的进程子程序和用户初始化子程序，并把各进程参数 放在规定地方，各程序放在规定地方就可以；所有的任务调度已处理好。 */ /头文件 #include /#include /#include /宏定义 #define ucharunsignedchar #defineuintunsignedint #defineTN65436 /进程1，2，3执行时间之比为T1：T2：T3（时间单位us） #defineTN155536 /1个进程循环周期内进程1执行的时间T1usTN1=(65536-T1) #defineTN255536 /1个进程循环周期内进程2执行的时间T2usTN2=(65536-T1) #defineTN355536 /1个进程循环周期内进程3执行的时间T3usTN3=(65536-T1) / #defineN14 /进程1的延时参数 #defineN24 /进程2的延时参数 #defineN34 /进程3的延时参数 idatauchartemp8_at_0x00; /R0-R7 uchartempbf18; /用于保存R0-R7进程1 uchartempbf28; /用于保存R0-R7进程2 uchartempbf38; /用于保存R0-R7进程3 /定义全局变量 uintaddress1,address2,address3; uchartest1_1=0,test2_1=0,test3_1=0,PID=1; /各进程的标志位，是否为第一次执行,0第一次，非0非第一次；PID进程号； uintac1,ac2,ac3;/,PC_Next;各进程的初始地址寄存器. /test1 的参数由于进程切换时没有保存普通变量， /所以各进程的普通参数需要定义成全局变量. uintm1,i1,j1,k1; uchartable14; /在此加入用户进程1参数 /test2 的参数 intm2,i2,j2,k2; uchartable24; /在此加入用户进程2参数 /test3 的参数 intm3,i3,j3,k3; uchartable34; /在此加入用户进程1参数 /声明 /unsignedintGet_Next_PC(void);/调用子程序，获取PC voidchushihua(void); /初始化函数 voidyonghuchushihua(void); /用户初始化函数 voidtest1(void); /进程一 voidtest2(void); voidtest3(void); /main函数 voidmain(void) /PC_Next=Get_Next_PC(); chushihua(); ac1=(unsignedint)(test1); /获取进程1的入口地址 ac2=(unsignedint)(test2); /获取进程2的入口地址 ac3=(unsignedint)(test3); /获取进程3的入口地址 yonghuchushihua(); TR0=1; while(1); /初始化时钟 voidchushihua(void) TMOD=0x01; / EA=1; ET0=1; TH0=TN/256; TL0=TN%256; /中断处理，进程调度 voidtime0()interrupt1using1 ucharib; TR0=0; /进程顺序分配 PID+; if(PID=4) PID=1; /进程调度 switch(PID) case1: if(test3_1!=0) /第一次否？ /保存现场，还回地址 address3=*(unsignedchar*)(SP-4); /PC的高字节 address3=8; address3+=*(unsignedchar*)(SP-5);/PC的低字节 table30=*(unsignedchar*)(SP); /现场保护 table31=*(unsignedchar*)(SP-1); /现场保护 table32=*(unsignedchar*)(SP-2); /现场保护 table33=*(unsignedchar*)(SP-3); /现场保护 for(ib=0;ib8; /PC的高字节 *(unsignedchar*)(SP-5)=ac1&0x00ff; /PC的低字节 else /非第一次执行 /执行新进程，恢复现场 *(unsignedchar*)(SP-4)=address18; /PC的高字节 *(unsignedchar*)(SP-5)=address1&0x00ff;/PC的低字节 *(unsignedchar*)(SP)=table10; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-1)=table11; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-2)=table12; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-3)=table13; /现场恢复 for(ib=0;ib=7;ib+) /恢复R0-R7 tempib=tempbf1ib; TH0=TN1/256; TL0=TN1%256; TR0=1; break; case2: if(test1_1!=0) /第一次否？ /保存现场，还回地址 ，否 address1=*(unsignedchar*)(SP-4); /PC的高字节 address1=8; address1+=*(unsignedchar*)(SP-5);/PC的低字节 table10=*(unsignedchar*)(SP); /现场保护 table11=*(unsignedchar*)(SP-1); /现场保护 table12=*(unsignedchar*)(SP-2); /现场保护 table13=*(unsignedchar*)(SP-3); /现场保护 for(ib=0;ib8; /PC的高字节 *(unsignedchar*)(SP-5)=ac2&0x00ff; /PC的低字节 else /非第一次 /执行进程2，恢复现场 *(unsignedchar*)(SP-4)=address28; /PC的高字节 *(unsignedchar*)(SP-5)=address2&0x00ff;/PC的低字节 *(unsignedchar*)(SP)=table20; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-1)=table21; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-2)=table22; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-3)=table23; /现场恢复 for(ib=0;ib=7;ib+) /恢复R0-R7 tempib=tempbf2ib; TH0=TN2/256; TL0=TN2%256; TR0=1; break; case3: if(test2_1!=0) /保存现场，还回地址 address2=*(unsignedchar*)(SP-4); /PC的高字节 address2=8; address2+=*(unsignedchar*)(SP-5);/PC的低字节 table20=*(unsignedchar*)(SP); /现场保护 table21=*(unsignedchar*)(SP-1);/现场保护 table22=*(unsignedchar*)(SP-2);/现场保护 table23=*(unsignedchar*)(SP-3); /现场保护 for(ib=0;ib8; /PC的高字节 *(unsignedchar*)(SP-5)=ac3&0x00ff; /PC的低字节 else /执行进程3，恢复现场 *(unsignedchar*)(SP-4)=address38; /PC的高字节 *(unsignedchar*)(SP-5)=address3&0x00ff;/PC的低字节 *(unsignedchar*)(SP)=table30; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-1)=table31; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-2)=table32; /现场恢复 *(unsignedchar*)(SP-3)=table33; /现场恢复 for(ib=0;ib=7;ib+) /恢复R0-R7 tempib=tempbf3ib; TH0=TN3/256; TL0=TN3%256;