UART0串列埠程式設計系列 串列埠(UART0)之UC/OS（一）
一.在UC/OS中設計串列埠程式所要考慮的問題
1. 串列埠通訊資料以幀為單位進行處理，如果需要接收大量資料，則幀緩衝區規模必然很大；如果需要傳送大量資料，則可將原始資料快看作緩衝區，不需要另外再建立幀緩衝區。
2. 幀緩衝區是全域性資料結構，通常為共享資源，需要考慮互斥訪問問題（如在任務中關中斷）。但是此時系統的效率就會下降。我們可以通過合理設計通訊任務，將對幀緩衝區進行讀/寫操作的雙方封裝到一個任務裡，是幀緩衝區稱為這個任務的私有資料結構，不再是共享資源， 次時就不需要互斥訊號量了。
3. 在UC/OS作業系統中串列埠傳送和串列埠接收函式都被設計成了任務。
Tiger-john說明：
在UC/OS上編寫串列埠程式設計時，主要是考慮以上問題。其它的方面就是UART0的配置以及如何編寫中斷程式這些方面在前面已經提過，再此不再涉及。
如果你還不是很明白的話請看我《UART0串列埠程式設計系列》文章的前半部分。
二.UC/OS串列埠程式設計
通過一個程式來分析UC/OS串列埠程式設計設計和實現：
程式實現的目標：
通過按鍵來控制串列埠傳送任務80位元組的幀，每次傳送8位元組，分25次傳送完。
1.在UC/OS串列埠程式設計中由那幾個任務組成
1>啟動任務
2>按鍵任務(此任務可以根據不同的程式設計內容來改變)
3>傳送任務
4>串列埠傳送中斷
2.各個任務之間的關係
3.啟動任務流程：
l 定義各種通訊工具（例如：訊號量）
l 系統硬體初始化
l 初始化UART0
l 建立各個任務
l 建立各種通訊工具
l 刪除自己
圖3啟動任務流程圖
程式：
/**********************************************************
* 名稱： UART0_Init
* 功能： UART0初始化 通訊波特率115200，8位資料位，1位停止位，無奇偶校驗,使能TxFIFO,和THRE中斷
* 入口引數： bps 串列埠波特率
* 出口引數： 無
**********************************************************/
void UART0_Init(uint32 bps)
{
uint16 Fdiv;
PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ; //設定UART0的引腳
U0LCR = 0x83;
Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;
U0DLM = Fdiv>>8;
U0DLL = Fdiv%256;
U0LCR = 0x03;
U0FCR = 0x05; // 使能TxFIFO
U0IER = 0x02; //使能THRE中斷
}
/**********************************************************
* 作者：tiger-john
* 時間：2011年1月21
* 名稱：Task0 啟動任務
* 功能：初始化硬體，建立其他任務，
* 入口引數：pdata
**********************************************************/
void Task0 (void *pdata)
{
pdata = pdata;
//硬體初始化
TargetInit ();
//初始化串列埠
UART0_Init(115200);
//建立按鍵訊號量
Sem_ButtonFlag = OSSemCreate(0);
//建立傳送訊號量
Sem_SendFlg = OSSemCreate(0);
//建立按鍵任務
OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],10);
OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[1000 - 1],6); //建立傳送任務
OSTaskDel(OS_PRIO_SELF); //刪除自己
}
4.按鍵任務流程：
l 等待開始訊號量
l 製造模擬資料
l 按鍵按下發送訊號量，否則延遲等待
程式：
/**********************************************************
** Task1（按鍵任務）
**********************************************************/
void Task1 (void *pdata)
{
uint8 i;
uint8 err;
pdata = pdata;
while(1)
{
OSSemPend(Sem_StartFlag,0,&err); //等帶開始訊號量
for(i = 0;i < 80;i++)
{
send_buf[i] = i ; //製造模擬資料。
}
while((IO0PIN & KEY ) != 0); //等帶按鍵
OSSemPost(Sem_ButtonFlag); //傳送按鍵訊號量
}
}
5．傳送任務流程：
l 等待按鍵訊號量
l 開啟串列埠中斷
l 傳送10次
l 等待發送訊號量
l 傳送8位元組
l 關傳送串列埠中斷
l 傳送開始訊號量
程式：
/************************************************************ Task2（傳送任務）
**********************************************************/
void Task2 (void *pdata)
{
uint8 i,j,err;
pdata = pdata;
while(1)
{
OSSemPend(Sem_ButtonFlag,0,&err); //等待按鍵訊號量
U0IER = U0IER | 0x02; //開啟串列埠傳送中斷
for(i = 0;i < 10;i++) //傳送10次
{
for(j = 0;j < 8;j++) //每次8位元組
{
U0THR = send_buf[i*8+j];
}
OSSemPend(Sem_SendFlag,0,&err); //等待發送訊號量
}
U0IER = U0IER & ~0x02; //關掉串列埠中斷
OSSemPost(Sem_StartFlag); //傳送開始訊號量
}
}
6.串列埠傳送中斷流程：
l 關中斷
l 清除中斷控制標誌位
l 清除串列埠中斷標誌位
l 開中斷
l 傳送傳送訊號量
/**********************************************************
* 名 稱： UART0_Exception
* 功 能： 串列埠傳送中斷
* 入口引數： 無
* 出口引數： data 傳送的資料
**********************************************************/
void UART0_Exception(void)
{
uint32 data;
OS_ENTER_CRITICAL(); //關中斷
VICVectAddr = 0; //清除中斷
data = U0IIR; //清除中斷表示暫存器標誌
OS_EXIT_CRITICAL(); //開中斷
OSSemPost(Sem_SendFlag); //發出傳送訊號量
}
7.總的程式如下：
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/****************************************Copyright (c)**************************************************
** 西安郵電學院
** graduate school
** XNMS實驗室
** Author:冀博
** Time:2011年1月21日
** http://blog.csdn.net/tigerjb
**
**--------------File Info-------------------------------------------------------------------------------
** File name: UART0_while
** Last modified Date: 2011-01-20
** Last Version: 1.0
** Descriptions: 當按鍵按下後，串列埠傳送中斷給上位機發送80位元組資料
**-----------------------------------------------------------------------------------------------------
/******************************************************************************
** Modified by: TIGER0-JOHN
** Modified date: 2011-1-21
** Version: 1.1
** Descriptions: 測試成功
****************************************************************************/
#include "config.h"
#include "stdlib.h"
#define KEY 1<<20 //設定為觸發按鍵
#define TaskStkLengh 64 //Define the Task0(啟動任務） 堆疊長度
#define TaskStkLengh 64 //Define the Task1(按鍵任務) 堆疊長度
#define TaskStkLengh 64 //Define the Task2((傳送任務) 堆疊長度
OS_STK TaskStk0[TaskStkLengh]; //Define the Task0 stack 定義啟動任務堆疊
OS_STK TaskStk1[TaskStkLengh]; //Define the Task1 stack 定義按鍵任務堆疊
OS_STK TaskStk2[TaskStkLengh]; //Define the Task2 stack 定義傳送任務堆疊
void Task0(void *pdata); //Task0 啟動任務
void Task1(void *pdata); //Task1 按鍵任務
void Task2(void *pdata); //Task2 傳送任務
uint8 send_buf[80];
OS_EVENT *Sem_ButtonFlag; //定義按鍵訊號量
OS_EVENT *Sem_SendFlag; //定義傳送訊號量
OS_EVENT *Sem_StartFlag; //定義開始訊號量
/****************************************************************************
* 名稱： UART0_Init
* 功能： UART0初始化 通訊波特率115200，8位資料位，1位停止位，無奇偶校驗
* 使能TxFIFO,和THRE中斷
* 入口引數： bps 串列埠波特率
* 出口引數： 無
****************************************************************************/
void UART0_Init(uint32 bps)
{
uint16 Fdiv;
PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ; //設定UART0的引腳
U0LCR = 0x83;
Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;
U0DLM = Fdiv>>8;
U0DLL = Fdiv%256;
U0LCR = 0x03;
U0FCR = 0x05; // 使能TxFIFO
U0IER = 0x02; // 使能THRE中斷
}
/****************************************************************************
* 名 稱： UART0_Exception
* 功 能： 串列埠傳送中斷
* 入口引數： 無
* 出口引數： data 傳送的資料
****************************************************************************/
void UART0_Exception(void)
{
uint32 data;
OS_ENTER_CRITICAL(); //關中斷
VICVectAddr = 0; //清除中斷
data = U0IIR; //清除中斷表示暫存器標誌
OS_EXIT_CRITICAL(); //開中斷
OSSemPost(Sem_SendFlag); //發出傳送訊號量
}
/*********************************************************************************************************
** main()函式
********************************************************************************************************/
int main (void)
{
OSInit (); //初始化作業系統
OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &TaskStk0[TaskStkLengh - 1], 2); //建立啟動任務
OSStart (); //啟動作業系統，開始對任務進行排程管理
return 0;
}
/*********************************************************************************************************
** Task0（啟動任務）
********************************************************************************************************/
void Task0 (void *pdata)
{
pdata = pdata;
TargetInit (); //硬體初始化
UART0_Init(115200); //初始化串列埠
Sem_ButtonFlag = OSSemCreate(0); //建立按鍵訊號量
Sem_SendFlag = OSSemCreate(0); //建立傳送訊號量
Sem_StartFlag = OSSemCreate(1);
OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],5); //建立按鍵任務
OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[TaskStkLengh - 1],4); //建立傳送任務
OSTaskDel(OS_PRIO_SELF); //刪除自己
}
/*********************************************************************************************************
** Task1（按鍵任務）
********************************************************************************************************/
void Task1 (void *pdata)
{
uint8 i;
uint8 err;
pdata = pdata;
while(1)
{
OSSemPend(Sem_StartFlag,0,&err); //等帶開始訊號量
for(i = 0;i < 80;i++)
{
send_buf[i] = i ; //製造模擬資料。
}
while((IO0PIN & KEY ) != 0); //等帶按鍵
OSSemPost(Sem_ButtonFlag); //傳送按鍵訊號量
}
}
/*********************************************************************************************************
** Task2（傳送任務）
********************************************************************************************************/
void Task2 (void *pdata)
{
uint8 i,j,err;
pdata = pdata;
while(1)
{
OSSemPend(Sem_ButtonFlag,0,&err); //等待按鍵訊號量
U0IER = U0IER | 0x02; //開啟串列埠傳送中斷
for(i = 0;i < 10;i++) //傳送10次
{
for(j = 0;j < 8;j++) //每次8位元組
{
U0THR = send_buf[i*8+j];
}
OSSemPend(Sem_SendFlag,0,&err); //等待發送訊號量
}
U0IER = U0IER & ~0x02; //關掉串列埠中斷
OSSemPost(Sem_StartFlag); //傳送開始訊號量
}
}
/*********************************************************************************************************
** End Of File
********************************************************************************************************/