zstack按键程序分析.doc

本文来自飞比论坛，作者：xingqing帖子地址：/bbs/viewthread.php?tid=393膜拜大作，虚心学习。看了outman的关于RemoTI的教程，受益匪浅，然后找了下以前学习所做的笔记，共享出来，大家共同学习，如果有哪里理解错误请大家给我指出来： RemoTI遥控板子上按键的发射程序，整个流程及其相对应的程序我都贴上了，好了，首先上个图： 下载 (25 KB)2010-10-8 22:42 很不幸的是，从刚开始分析我就没留意这个图，造成我花了很长时间来想这个按键的流程，看他的流程，已经很明白了：开始（start），所有的列配置为输出，所有的行配置为中断使能输入，这里很简单就是个矩阵键盘，51中是用查询法来检测按键，这里只不过用的是中断方式来触发而已，然后调用消除抖动定时器（start key de-bounce timer），当定时器溢出的时候，开始扫描按键，如果没有检测到按键，那么有返回到开始之下，重新来，如果有按键被检测到，这时候启动轮询定时器，启动这个定时器的原因是为了能够连发，如果你按下这个键一直不放那么就是靠这个定时器，来实现连发的，连发的时间间隔这个值我们是可以改动的，如果这个时候又检测不到按键了，那么又回到开始之下，当你再次按键的时候是靠中断来触发的。有很多人觉得读取按键还有无线发送按键命令是在端口0的中断处理函数中进行的，其实不是这样的，中断中只是给这个任务添加了一个定时器而已这里先插一句：分析程序的时候我们要忽略次要的，看主要的。以上是整个按键的流程了，下面分析下具体的程序：凡是要找个开始，不用说肯定先看主函数，：int main(void)/* Initialize hardware 初始化硬件，选择时钟，还有灯的方向选择*/HAL_BOARD_INIT();/* Initialze the HAL driver 初始化板上的硬件*/HalDriverInit();/* Initialize NV system初始化nv系统?*/osal_nv_init(NULL);/* Initialize MAC被封掉了 */MAC_InitRf4ce();/* Initialize the operating system初始化操作系统*/osal_init_system();/* Enable interrupts使能总中断*/HAL_ENABLE_INTERRUPTS();/* Setup Keyboard callback 这里是选择了按键的检测方式*/最重要的是指向了按键回调函数HalKeyConfig(RSA_KEY_INT_ENABLED, RSA_KeyCback);/* Start OSAL 进入操作系统，不能返回 */osal_start_system(); / No Return from herereturn 0;以上我已经做了注释了，这个主函数很简单，下面看看具体跟按键相关的程序：函数HalDriverInit中，有这么一句/* KEY */#if (defined HAL_KEY) & (HAL_KEY = TRUE)HalKeyInit();#endif我们再看看这个HalKeyInit();函数到底做了什么，void HalKeyInit( void )#if (HAL_KEY = TRUE)/* Initialize previous key to 0 初始化先前的键值为0*/halKeySavedKeys = HAL_KEY_CODE_NOKEY;/列端口1除了P1_1没有使用之外其他都用到了，设置为普通的IO，方向输出HAL_KEY_COL_SEL &= (uint8) HAL_KEY_COL_BITS; / set pin function to GPIOHAL_KEY_COL_DIR |= HAL_KEY_COL_BITS; / set pin direction to output/以下几句是在选择他的触发方式，上升沿触发还是下降沿触发，如果学过单片机的同学/这个应该不是问题if (HAL_KEY_ROW_PULLDOWN)/如果是下拉的话，进来设置所有的引脚为高电平 HAL_KEY_COL_PORT |= HAL_KEY_COL_BITS; / output high on all columnselse/如果是上拉，进来设置所有的引脚为低电平 HAL_KEY_COL_PORT &= (uint8) HAL_KEY_COL_BITS; / output low on all columns/行端口0设置为普通的IO（所有端口都用到了），方向输入HAL_KEY_ROW_SEL &= (HAL_KEY_ROW_BITS); / set pin function to GPIOHAL_KEY_ROW_DIR &= (HAL_KEY_ROW_BITS); / set pin direction to input/ pull down setup if necessary 如果有必要的话 设置为下拉if (HAL_KEY_ROW_PULLDOWN) HAL_KEY_ROW_INP |= HAL_KEY_ROW_PDUPBIT;/设置端口0为下拉/以下三句程序现在不用管他是做什么用的，后面我们会看到他的作用，/* Initialize callback function这个要好好关注下，开始的时候这个回调时空的 */pHalKeyProcessFunction= NULL;/这里初始化回调函数是空的/* Start with key is not configured */HalKeyConfigured = FALSE;/起始的时候键值没有被配置halKeyTimerRunning = FALSE;#endif /* HAL_KEY */上面这个函数只是对按键的初始化，注意这里初始化只是将按键配置成了：普通的IO口，列为输出，行为输入，并没有让行的中断使能，再就是对回调函数的清空，这个回调是重点，要注意！在osal_init_system这个函数中，osalInitTasks这个函数，具体程序如下：void osalInitTasks( void )uint8 taskID = 0;/注意这里任务ID是从0开始的/*这里返回的是分配内存空间的首地址，注意这个首地址的上一个地址就是他的内存控制头，关于他内存的分配可以看看我的下一教程*/tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);/分配了足够的空间osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt);/全部初始化为0macTaskInit( taskID+ ); /添加mac层的任务被封掉了RCN_Init( taskID+ ); /添加RCN的任务 RCN：RF4CE network layer被封掉了RTI_Init( taskID+ ); /添加RTI的任务 RTI：RemoTI application frameworkRSA_Init( taskID+ ); /添加RSA的任务Hal_Init( taskID ); /添加硬件抽象层的任务，这里就是对按键处理任务的添加还有一个数组要十分注意的是：/ The order in this table must be identical to the task initialization calls below in osalInitTask./这里的顺序很重要，要和osalInitTasks这里添加任务的顺序一样const pTaskEventHandlerFn tasksArr =macEventLoop,RCN_ProcessEvent,RTI_ProcessEvent,RSA_ProcessEvent,Hal_ProcessEvent;这个数组的顺序和上面的taskID要对应上，也就是说他给每个处理函数排了个队，并且给他们编了个号，而且有个标志位，这个标志位很重要，标志位是靠下层触发的（这句话现在看有点不明白，看到最后的时候你会明白），究竟怎么触发的我们先不用管，还是举个例子吧，比如无线接收到数据了，你要从下层传到上层，最后就是靠下层触发这些标志位，这样上层才知道有事情发生了，通过taskID找到你相应的函数，这样比较简单，系统在轮询事件的时候是按照这个顺序来走了，你的taskID和相应的程序对不上号那不就乱了吗，简单说下，以后详再说。以上两个程序，准确的来说是在添加任务，以前的协议栈中说的比较明白，新的刚出来的时候都不知道怎么添加任务的，呵呵，也怪我太笨了，为什说他这个是在添加任务，这个以后在说，现在记住就可以了，一定记住。然后最关键的函数来了，HalKeyConfig(RSA_KEY_INT_ENABLED, RSA_KeyCback);这个函数可以说是按键程序最厉害的了，贴出来程序先：void HalKeyConfig (bool interruptEnable, halKeyCBack_t cback)#if (HAL_KEY = TRUE)/* Enable/Disable Interrupt or */Hal_KeyIntEnable = interruptEnable;/* Register the callback fucntion 注册按键回调函数*/pHalKeyProcessFunction = cback;/注册回调函数，注册的是RSA_KeyCback这个函数/* Determine if interrupt is enable or not */if (Hal_KeyIntEnable)/判断中断是否使能，这里我们是使能的RSA_KEY_INT_ENABLED /将行设置中断使能，前面初始化的时候只是将端口设置为一般的IO，输入 PICTL &= (HAL_KEY_ROW_EDGEBIT); / set rising or falling edge设置上升沿触发还是下降沿触发 if (HAL_KEY_ROW_EDGE = HAL_KEY_FALLING_EDGE) PICTL |= HAL_KEY_ROW_EDGEBIT;/注意这里中断使能的时候有两个地方要使能 HAL_KEY_ROW_ICTL |= HAL_KEY_ROW_ICTLBITS; / Set interrupt enable 引脚的使能 HAL_KEY_ROW_IEN |= HAL_KEY_ROW_IENBIT; / enable interrupt 端口的使能/* Do this only after the hal_key is configured - to work with sleep stuff */ if (HalKeyConfigured = TRUE)/这个参数其实我们已经见过，也初始化过，在前面的/HalKeyInit这个函数中 /这里是取消定时器，因为在查询法中使用定时器来查询按键的状态，但是在中断方/式中不需要定时器 osal_stop_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT);/* Cancel polling if active */ else /* Interrupts NOT enabled */ / disable interrupt禁用中断HAL_KEY_ROW_ICTL &= (HAL_KEY_ROW_BITS); HAL_KEY_ROW_IEN &= (HAL_KEY_ROW_IENBIT); /启动定时器轮询检测按键100ms一次,不使用中断函数那只能用查询法了，这个就是给/定时的，每多长时间查询一次，我想对于学过单片机的同学应该不是很难理解吧 osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_POLLING_VALUE); /* Kick off polling */* Key now is configured */HalKeyConfigured = TRUE;/这个配置的值设置为1了#endif /* HAL_KEY */接我上面的：上面这个函数是对key的配置函数，使能行的外部引脚中断，指定回调函数，使用中断方式检测按键，关于那两个启动和消除定时器的函数，也要注意他的作用。上个程序中有个关键的回调函数，这个我们要分析下，注册回调函数是在main函数的倒数第二句程序，HalKeyConfig(RSA_KEY_INT_ENABLED, RSA_KeyCback);看后面这个RSA_KeyCback，这可不是个一般的参数，他是个函数，他的程序就不贴出来了，他的功能就是检测按键，检测到之后，然后调用：RTI_SendDataReq( rsaDestIndex, profileId, vendorId, txOptions, len, pData);从这个函数的表面意思就知道，他是个发送数据的函数，注意开头是RTI，现在只是发到RTI这层了，还要发到网络层，（不过这里我看他的结构框架，RemoTI的应用框架和网络层是写在一起的），然后发送到物理层，然后通过物理层向空中发射出去，这里的代码没办法贴了，因为他都封掉了，比较郁闷的一件事情，所以还是开源的好啊，因此非常支持outman现在搞开源的zigbee，题外话了。写了这么多，看了是不是有很多问题，比如中断函数在哪里，他在里面做了什么，按键发送那个函数又是怎么调用的？等等一系列问题，好的 下面我们再从最上面的图开始整理思路，同时将没有涉及到的程序贴出来，第一步：开始第二步：按键的配置第三步：产生中断，这里有程序没讲，贴出来，在hal_key,c这个文件中有个中断函数，HAL_ISR_FUNCTION，具体程序如下：HAL_ISR_FUNCTION( halKeyPort0Isr, P0INT_VECTOR )halProcessKeyInterrupt();/这里主要的作用是消抖#if HAL_KEY/* Make sure that we clear all enabled, but unused P0IFG bits. * For P0 we can only enable or disable high or low nibble, not bit by * bit. For P1 and P2 enabling of single bits are possible, therefore * will not any unused pins generate interrupts on P1 or P2. * We could have checked for low and high nibble in P0, but this * isnt necessary as long as we only clear unused pin interrupts. */P0IFG = (uint8) (HAL_KEY_P0INT_LOW_USED | HAL_KEY_POINT_HIGH_USED);P0IF = 0;CLEAR_SLEEP_MODE();#endif这里这是调用了一个函数halProcessKeyInterrupt，下面的程序不用管先，再贴这个函数的程序，看看他在做什么，void halProcessKeyInterrupt (void)#if (HAL_KEY = TRUE)/首先通过中断标志位来看看是否真的有键按下if (HAL_KEY_ROW_PXIFG & HAL_KEY_ROW_BITS)/如果有键按下进来 / Disable interrup禁用行所有行端口的位中断 HAL_KEY_ROW_ICTL &= (uint8) HAL_KEY_ROW_ICTLBITS; / interrupt flag has been set清除中断标志位HAL_KEY_ROW_PXIFG = (uint8) (HAL_KEY_ROW_BITS); / clear interrupt flag/注意我们再key初始化函数中也有定义这个halKeyTimerRunning参数哦，为false/也就是开始时没有处在运行状态的 if (!halKeyTimerRunning)/如果定时器没有处在运行状态，那么让定时器运行起来 halKeyTimerRunning = TRUE; osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE);/启动定时器，为了消抖 / Enable interrupt 使能中断 HAL_KEY_ROW_ICTL |= HAL_KEY_ROW_ICTLBITS;#endif /* HAL_KEY */我想当你看到这个osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE);这句话的时候，就到了图中的第四步第四步：启动消抖定时器第五步：定时器溢出他所做的事情，在定时器溢出之后，他会将相应的标志位置位（注意不是中断标志位），首先贴出osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE)的代码：uint8 osal_start_timerEx( uint8 taskID, uint16 event_id, uint16 timeout_value )halIntState_t intState;osalTimerRec_t *newTimer;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION( intState );/ Hold off interrupts./ Add timer这个是我们要关注的地方，添加一个定时器newTimer = osalAddTimer( taskID, event_id, timeout_value );HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION( intState ); / Re-enable interrupts.return ( (newTimer != NULL) ? SUCCESS : NO_TIMER_AVAIL );这个函数中我们关键是看osalAddTimer，到此我们就增加了一个key的定时器了，再往下的代码，就不贴了，定时器已经开始计时了，过了消抖的时间之后，下一步要怎么办呢，这个是最关键的了，这时我们看到了启动系统的函数：void osal_start_system( void )#if !defined ( ZBIT ) & !defined ( UBIT )for(;)/ Forever Loop#endif uint8 idx = 0; osalTimeUpdate(); /这里是在扫描哪个事件被触发了，然后置相应的标志位 Hal_ProcessPoll();/ This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer(). /*通过这个tasksEvents可以知道是哪个层的事件发生了，接着就是调用相应的层处理 函数,在各层出来函数中还有小的事件，这就需要用events再进一步判断了*/ do if (tasksEventsidx)/ Task is highest priority that is ready. break; while (+idx tasksCnt); /判断是否有事件产生，如果有进来if if (idx MAXCALCTICKS ) ticks320us -= MAXCALCTICKS; elapsedMSec += MAXCALCTICKS * 8 / 25; remUsTicks += MAXCALCTICKS * 8 % 25; / update converted number with remaining ticks from loop and the / accumulated remainder from loop tmp = (ticks320us * 8) + remUsTicks; / Convert the 320 us ticks into milliseconds and a remainder elapsedMSec += tmp / 25; remUsTicks = tmp % 25; / Update OSAL Clock and Timers if ( elapsedMSec )/以下是我们要关心的地方 osalClockUpdate( elapsedMSec );/对时钟的更新 osalTimerUpdate( elapsedMSec );/这个函数关键了，下面有分析 前面那些程序我就不分析了，忽略次要我们捡主要的分析，看到最后一个函数osalTimerUpdate( elapsedMSec );先说下他就是定时器溢出之后，置位标志位（再次强调不是中断标志位）的函数，代码如下：void osalTimerUpdate( uint16 updateTime )halIntState_t intState;osalTimerRec_t *srchTimer;osalTimerRec_t *prevTimer;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION( intState );/ Hold off interrupts./ Update the system timeosal_systemClock += updateTime;HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION( intState ); / Re-enable interrupts./ Look for open timer slotif ( timerHead != NULL ) / Add it to the end of the timer list srchTimer = timerHead;/这个应该是个链表结构从开始索引 prevTimer = (void *)NULL; / Look for open timer slot 开始轮询，看看哪个事件到时间了，如果到时间了会设置相应的标志位 while ( srchTimer ) osalTimerRec_t *freeTimer = NULL; HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION( intState );/ Hold off interrupts. if (srchTimer-timeout timeout = 0; else srchTimer-timeout = srchTimer-timeout - updateTime; / When timeout or delete (event_flag = 0) /当时间溢出或者取消的时候（后面这个取消我想可以从配对来理解，我们可以取消配对） if ( srchTimer-timeout = 0 | srchTimer-event_flag = 0 ) / Take out of list 提出任务链表 if ( prevTimer = NULL ) timerHead = srchTimer-next; else prevTimer-next = srchTimer-next; / Setup to free memory freeTimer = srchTimer;/这个链表是我们将要处理的链表，提取出来 / Next srchTimer = srchTimer-next;/然后再指向下一个链表 else / Get next如果定时器没有溢出或者取消，那么直接指向下一个链表 prevTimer = srchTimer; srchTimer = srchTimer-next; HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION( intState ); / Re-enable interrupts. if ( freeTimer )/这是我们提取出来的链表 if ( freeTimer-timeout = 0 )/如果溢出 osal_set_event( freeTimer-task_id, freeTimer-event_flag );/设置相应的事件 osal_mem_free( freeTimer ); 首先我得补充下，定时器是向下计数的，也就是从大到小来的，到0的时候溢出，看到这句freeTimer-timeout = 0，这个时候定时器溢出了,至于定时器具体是怎么操作的，那些程序被TI 封了，我们根本看不到，比较郁闷。再看看下一句是在做什么，看到osal_set_event 这个函数，他就是置位相应标志位的函数，刚才我们的定时器溢出了，然后在这里将相应的标志位设置为有效，然后进来看看他在这里做了什么，uint8 osal_set_event( uint8 task_id, uint16 event_flag )if ( task_id tasksCnt ) halIntState_t intState;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); / Hold off interrupts /这里是将相应层的事件标志位设置为有效tasksEventstask_id |= event_flag;/ Stuff the event bit(s) HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); / Release interrupts return ( SUCCESS ); else return ( INVALID_TASK );看上面那个蓝色的程序，tasksEventstask_id |= event_flag; 这里是将这个任务设置为有效，注意我们再启动定时器的时候的task_id和这里的task_id是一个值，这个你再回去看看就知道了，然后你再看系统启动函数中的do-while这里do if (tasksEventsidx)/ Task is highest priority that is ready. break; while (+idx tasksCnt);当(tasksEventsidx有效的时候，那么break跳出来，继续往下执行，然后我们紧接着再往下看系统启动函数中的程序if (idx tasksCnt) uint16 events; halIntState_t intState;/中断位状态 HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);/保护中断现场 events = tasksEventsidx; /对应相应的发生的事件的数组 tasksEventsidx = 0;/ Clear the Events for this task.清除数组中的事件 HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); /恢复总中断 /调用相应的处理函数，返回的是未处理的事件 events = (tasksArridx)( idx, events ); /保护中断现场 HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); /添加未处理的事件到任务事件数组中 tasksEventsidx |= events;/ Add back unprocessed events to the current task. HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);/恢复中断现场 #if defined( POWER_SAVING )/节电模式 else/ Complete pass through all task events with no activity? osal_pwrmgr_powerconserve();/ Put the processor/system into sleep #endif看蓝色部分的程序，我们去那里看看他在做什么const pTaskEventHandlerFn tasksArr =macEventLoop,RCN_ProcessEvent,RTI_ProcessEvent,RSA_ProcessEvent,Hal_ProcessEvent;咋一看是个数组，但这不是一般的数组，其实它里面每个参数都是个函数，我们用到的是哪个呢？对了最后一个，Hal_ProcessEvent，为什么是最后一个，很简单就是上面讲到的这个顺序问题，在添加任务的时候，要跟数组的顺序是相同的，我再把添加任务的函数贴出来，void osalInitTasks( void )uint8 taskID = 0;/注意这里任务ID是从0开始的/*这里返回的是分配内存空间的首地址，注意这个首地址的上一个地址就是他的内存控制头*/tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);/分配了足够的空间osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt);/全部初始化为0macTaskInit( taskID+ ); /添加mac层的任务被封掉了RCN_Init( taskID+ ); /添加RCN的任务 RCN：RF4CE network layer被封掉了RTI_Init( taskID+ ); /添加RTI的任务 RTI：RemoTI application frameworkRSA_Init( taskID+ ); /添加RSA的任务Hal_Init( taskID ); /添加硬件抽象层的任务你可以对下看看是不是一层对应一层，好了，我们该去Hal_ProcessEvent里面看看了，记住先忽略次要看主要，看蓝色部分的程序：uint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )uint8 *msgPtr;(void)task_id;/ Intentionally unreferenced parameter/首先判断大事件，是不是内部任务事件if ( events & SYS_EVENT_MSG ) msgPtr = osal_msg_receive(Hal_TaskID);/接收本应用层的消息，并返回接收到的消息 while (msgPtr) /* Do something here - for now, just deallocate the msg and move on */ /* De-allocate */ osal_msg_deallocate( msgPtr ); /* Next */ msgPtr = osal_msg_receive( Hal_TaskID ); return events SYS_EVENT_MSG;if ( events & HAL_LED_BLINK_EVENT )#if (defined (BLINK_LEDS) & (HAL_LED = TRUE) HalLedUpdate();#endif /* BLINK_LEDS & HAL_LED */ return events HAL_LED_BLINK_EVENT;if (events & HAL_KEY_EVENT)#if (defined HAL_KEY) & (HAL_KEY = TRUE) /* Check for keys */ HalKeyPoll();/轮询按键 /* if interrupt disabled, do next polling */ if (!Hal_KeyIntEnable) osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100); #endif / HAL_KEY return events HAL_KEY_EVENT;#ifdef POWER_SAVINGif ( events & HAL_SLEEP_TIMER_EVENT ) halRestoreSleepLevel(); return events HAL_SLEEP_TIMER_EVENT;#endif/* Nothing interested, discard the message */return