基于RTX51实时操作系统的用户专用键盘软件设计 02 软件设计, 操作系统, 数据包, 键盘, 用户

samwalton

　采用时间轮询的方式决定了某个任务在执行完时间片后，在下一次执行前需要等待固定的时间，这个时间与系统的任务数及每个任务的执行时间密切相关，为避免数据丢失，串口接收任务应及时读取接收缓存器中的数据。由于中断处理过程与正在运行的任务是相互独立的，即中断处理过程在RTX51系统内核之外和任务切换规则没有关联，因此可以在串口中断服务程序中完成串口接收任务。另外，串口发送时要求将整个按键码值数据包一次性发送完毕，如果将串口发送过程在中断服务程序中完成，在SBUF缓存器发送完一个字节后触发串口发送中断标志，再次进入中断服务程序继续下一字节数据的发送，则可以方便地实现上述要求。根据以上分析，串口接收、串口发送两个子任务的功能在中断服务程序中完成，将系统子任务的个数由5个减少为3个，调整后的任务分配如下：
　　任务1：按键状态扫描(TASK SCAN)；
　　任务2：按键码值查询(TASK KEY)；
　　任务3：串口数据处理((TASK LIGHT))；
　　中断服务程序：串口接收、发送。
　　任务间信号关系如图2所示。


　　如图，任务1在检测到按键状态变化后向任务2发送信号，任务2随后由等待状态进入“准备好”状态，在本任务的下一个时间片，任务2开始进行指定位置按键的码值查询，然后通过串口完成码值发送。
　　同时，串口数据通过中断服务程序接收，串口数据接收后即发送信号给任务3，使后者进入“准备好”状态，并在下一个时间片到来后进行数据处理。
　　以上三个任务中，任务l始终处于“运行”或“准备好”状态，任务2、任务3大多数时间处于“等待”状态，任务2、任务3分别在接收到按键状态扫描任务、中断服务程序的信号后被“唤起”。另有任务0，负责创建任务1、2、3，然后删除自己。任务0简化程序如下所示：
　　#define INIT 0／*任务0：初始化及创建*／
　　#define SCAN 1／*任务1：按键状态扫描*／
　　#define KEY 2／*任务2：按键码值查询*／
　　#define LIGHT 3／*任务3：串口数据处理*／
　　Init()_task_INIT{
　　Serial_init()；
　　Os_create task(SCAN)；
　　Os_create_task(KEY)；
　　Os_create_task(LIGHT)；
　　Os_delete-task(INIT)；
　　}
　　以下对中断服务程序及各个任务分别予以介绍。
　　3．2 中断服务程序
　　用户专用键盘串口接收、发送中断服务程序流程如图3所示。

　　由于中断可能由发送控制器或接收控制器引起，因此在程序中首先要判断是接收中断还是发送中断，然后分别进行处理。对于接收的数据，程序将其存入接收缓冲区，然后通知串口数据处理任务进行处理。
　　用户专用键盘数据的发送在中断服务程序中完成，上一字节的数据发送完毕产生中断，进入中断服务程序继续完成下一字节的发送，而发送缓冲区中的数据由系统在按键码值查询任务中存入。简化的中断服务程序如下：

　　3．3 串口数据处理任务(TASK_LIGHT)
　　中断服务程序只处理串口缓存器SBUF的读取或写入，数据一旦接收完毕即存入缓冲区，并在专门的任务中进行处理。在多任务系统的用户专用键盘程序中，串口数据处理任务在创建后即被“挂起”，此时该任务处于“等待”状态，不占用任何时间片，只有当任务接收到“唤起”信号后才继续执行。本程序中“唤起”信号来自中断服务程序。由于中断处理过程可以同RTX51任务互发信号或交换数据，因此，中断服务程序在接收到数据后立即发送信号量给串口数据处理任务，使后者处于“准备好”状态，当下一时间片来到时，串口数据处理任务继续执行，完成数据解析及控制指示灯等操作。由于该任务为循环操作，当所有接收的数据处理完毕后，任务再次进入“等待”状态，等待下一次串口数据接收后的处理。图3中，斜体部分即为中断服务程序发送信号至串口数据处理任务的过程。串口数据处理任务的简化程序如下：

　　3．4 按键状态扫描任务(TASK SCAN)
　　按键状态扫描为一个循环执行的任务，程序通过不断地读取单片机IO口的值获取每个按键的当前状态，然后将当前状态值与存储在内存中的上一次状态值进行比较，通过比较结果判断该按键状态是否发生变化。为消除按键按下时抖动造成的多次状态变化，在扫描到某个按键状态发生改变后，延时一段时间后进行第二次扫描，如果两次扫描结果相同则认为该按键状态确实发生改变，并转入下一步处理。按键状态扫描任务流程如图4所示。  



   
　　下面给出按键状态扫描任务简化的源程序：
　　Scan()_task_SCAN{／*按键状态扫描任务*／
　　…
　　While(1){
　　Key_first_scan()；／*第1次扫描*／
　　If(Keychanged=1){
　　Os_wait(K_TMO，2，0)／*延时*／
　　Key_second_scan()；／*第2次扫描*／
　　If(first scan=second scan){／*如果两次扫描的按键状态一致*／
　　os_send_signal(2)；／*发送信号至按键码值查询任务+／
　　}
　　}
　　}
　　}