Tiny是一种应用于MCS51系列单片机的小型多任务实时操作....doc

RTX51 Tiny是一种应用于MCS51系列单片机的小型多任务实时操作系统。它完全集成在Keil C51编译器中,具有运行速度快、对硬件要求不高、使用方便灵活等优点,因此越来越广泛地应用到单片机的软件开发中。但是RTX51 Tiny自身并不支持信号量的操作,这就给设计开发中共享资源的使用带来了诸多不便。本文介绍一种在RTX51 Tiny环境中添加信号量支持的方案。1 信号量信号量实际上是一种约定机制,在多任务操作系统内核中普遍使用。信号量可分为二值信号量和计数式信号量。每一个信号量都有一个计数值,它表示某种资源的可用数目。二值信号量的值只能是0和1;计数式信号量的取值范围则由所使用的嵌入式操作系统内核决定。内核根据信号量的值,跟踪那些等待信号量的任务。对信号量的操作一般有初始化、等待和释放三种,下面简要介绍一下这三种操作过程。 初始化信号量：信号量初始化时要给信号量赋初值,并清空等待信号量的任务表。 等待信号量：需要获取信号量的任务执行等待操作。如果该信号量值大于0,则信号量值减1,任务得以继续运行;如果信号量值为0,等待信号量的任务就被列入等待该信号量的任务表。 释放信号量：已经获取信号量的任务在使用完某种资源后释放其信号量。如果没有任务等待该信号量,信号量值仅仅是简单的加1;如果有任务正在等待该信号量,那么就会有一个任务进入就绪态,信号量的值也就不加1。至于哪个任务进入就绪态,要看内核是如何调度的。2 在RTX51 Tiny中添加信号量支持RTX51 Tiny采用时间片轮转的办法来调度任务,不支持任务优先级,也不支持信号量。为了在RTX51 Tiny环境中使用信号量,必须另外添加信号量的定义及其操作过程,可以在应用程序中加入以下代码。#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define MAX_SEMAPHORES 3 /* 使用信号量的最大数目 */* 定义信号量 */struct sem_setuchar max_count; /* 该信号量的最大计数值 */uchar count; /* 该信号量的当前计数值 */uint pending_tasks; /* 等待该信号量任务表 */ sem_tabMAX_SEMAPHORES;/* 初始化信号量 */#pragma disablevoid init_semaphore(uchar sem_id, uchar max_count, uchar count)sem_tabsem_id.max_count = max_count;sem_tabsem_id.count = count;sem_tabsem_id.pending_tasks = 0;/* 等待信号量 */#pragma disablechar pend_sem(uchar sem_id)if (sem_tabsem_id.count 0) sem_tabsem_id.count? /* 获取信号量 */return (-1);sem_tabsem_id.pending_tasks =(1 0) (sem_tabsem_id.pending_tasks = 0) sem_tabsem_id.count+; /* 释放信号量 */return (-1);for (i=0; i16; i+) if (sem_tabsem_id.pending_tasks & (temp) != 0) /* 查找任务表 */sem_tabsem_id.pending_tasks &= (1 i);return (i); /* 返回等待信号量的任务号 */temp = 1;void post_semaphore(uchar sem_id)char task_id;task_id = post_sem(sem_id);if (task_id != -1) os_set_ready(task_id); /* 任务task_id进入就绪状态 */os_switch_task();其中函数init_semaphore用于初始化信号量,函数pend_semaphore 和post_semaphore用于等待和释放信号量。MAX_SEMAPHORES为应用程序中需要用到信号量的最大数目,根据设计需要做相应的修改。结构体sem_set记录信号量的相关信息,包括该信号量的最大值、当前值以及等待该信号量的任务表。其中,sem_tabsem_id.pending_tasks中的bit0bit15分别与任务0任务15一一对应,如果某一位置位,则表示与之相应的任务正在等待该信号量。函数post_sem总是让等待信号量任务表中任务号最小的那个任务最先得到信号量。编译器伪指令#pragma disable保证程序在对信号量进行操作期间不被中断,避免发生错误。3 应用举例下面通过一个例子来说明在RTX51 Tiny环境下是如何使多个任务共享串口的。#include #include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intextern void pend_semaphore(uchar sem_id);extern void post_semaphore(uchar sem_id);extern void init_semaphore(uchar sem_id, uchar max_count, uchar count);void task0(void) _task_ 0SCON = 0x50;TMOD = 0x20;TH1 = 221;TR1 = 1;TI = 1; /* 初始化串行口 */init_semaphore(0, 1, 1); /* 初始化信号量,最大值为1 */os_create_task(1);os_create_task(2);os_delete_task(0);void task1(void) _task_ 1while (1) pend_semaphore(0);puts(“Task1 is using UART!”);post_semaphore(0);void task2(void) _task_ 2while (1) pend_semaphore(0);puts(“Task2 is using UART!”);post_semaphore(0);该程序中的task1和task2轮流使用串口输出数据。程序执行后在串口循环输出如下内容。Task1 is using UART!Task2 is using UART!结语与其它实时多任务内核相比,RTX51 Tiny显得非常小巧,它最大仅占用900字节的程序存储空间,可以在没有任何外部存储器的