UART0串口编程系列（四）

串口编程(UART0)之UC/OS（一） 

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Author   :tiger-john
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Email    ：[email protected]

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一.在UC/OS中设计串口程序所要考虑的问题

1.     串口通信数据以帧为单位进行处理，如果需要接收大量数据，则帧缓冲区规模必然很大；如果需要发送大量数据，则可将原始数据快看作缓冲区，不需要另外再创建帧缓冲区。

2.     帧缓冲区是全局数据结构，通常为共享资源，需要考虑互斥访问问题（如在任务中关中断）。但是此时系统的效率就会下降。我们可以通过合理设计通信任务，将对帧缓冲区进行读/写操作的双方封装到一个任务里，是帧缓冲区称为这个任务的私有数据结构，不再是共享资源， 次时就不需要互斥信号量了。

3.     在UC/OS操作系统中串口发送和串口接收函数都被设计成了任务。

Tiger-john说明：

在UC/OS上编写串口编程时，主要是考虑以上问题。其它的方面就是UART0的配置以及如何编写中断程序这些方面在前面已经提过，再此不再涉及。

如果你还不是很明白的话请看我《UART0串口编程系列》文章的前半部分。

二.UC/OS串口编程

通过一个程序来分析UC/OS串口编程设计和实现：

程序实现的目标：

通过按键来控制串口发送任务80字节的帧，每次发送8字节，分25次发送完。

1.在UC/OS串口编程中由那几个任务组成

1>启动任务

2>按键任务(此任务可以根据不同的程序设计内容来改变)

3>发送任务

4>串口发送中断

2.各个任务之间的关系

3.启动任务流程：

l  定义各种通信工具（例如：信号量）

l  系统硬件初始化

l  初始化UART0

l  创建各个任务

l  创建各种通信工具

l  删除自己

 

图3启动任务流程图

 

程序：

/**********************************************************

* 名称：                    UART0_Init

* 功能：                    UART0初始化 通讯波特率115200，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验,使能TxFIFO,和THRE中断

* 入口参数：            bps        串口波特率

* 出口参数：            无

**********************************************************/

void      UART0_Init(uint32 bps)

{

 

    uint16  Fdiv;

    PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ;      //设置UART0的引脚

    U0LCR = 0x83;            

    Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;

    U0DLM = Fdiv>>8;

    U0DLL = Fdiv%256;

    U0LCR = 0x03;  

    U0FCR = 0x05;                             // 使能TxFIFO

    U0IER = 0x02;                            //使能THRE中断

  

}

 

/**********************************************************

* 作者：tiger-john

* 时间：2011年1月21

* 名称：Task0 启动任务

* 功能：初始化硬件，创建其他任务，

* 入口参数：pdata

**********************************************************/

void Task0     (void *pdata)

{

pdata = pdata;              

//硬件初始化

TargetInit ();

//初始化串口

UART0_Init(115200);

//创建按键信号量                                              

Sem_ButtonFlag =  OSSemCreate(0);  

//创建发送信号量                               

Sem_SendFlg =  OSSemCreate(0);

//创建按键任务                                    

OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],10);     

OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[1000 - 1],6);               //创建发送任务

OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);                                            //删除自己

       

}

4.按键任务流程：

l  等待开始信号量

l  制造模拟数据

l  按键按下发送信号量，否则延迟等待

程序：

/**********************************************************

**                            Task1（按键任务）

**********************************************************/

void Task1     (void *pdata)

{

uint8 i;

uint8 err;

pdata = pdata;

while(1)

        {

               OSSemPend(Sem_StartFlag,0,&err); //等带开始信号量

               for(i = 0;i < 80;i++)

                      {

                             send_buf[i] = i ;             //制造模拟数据。

                      }     

            while((IO0PIN & KEY ) != 0);     //等带按键

            OSSemPost(Sem_ButtonFlag);   //发送按键信号量

           

        }

}

5．发送任务流程：

l  等待按键信号量

l  打开串口中断

l  发送10次

l  等待发送信号量

l  发送8字节

l  关发送串口中断

l  发送开始信号量

程序：

/************************************************************                            Task2（发送任务）

**********************************************************/

void Task2     (void *pdata)

{

uint8 i,j,err;

pdata = pdata;

while(1)

{

        OSSemPend(Sem_ButtonFlag,0,&err);  //等待按键信号量

        U0IER = U0IER | 0x02;               //打开串口发送中断

        for(i = 0;i < 10;i++)                     //发送10次

               {

                    for(j = 0;j < 8;j++)                //每次8字节

                      {

                             U0THR = send_buf[i*8+j];

                      }     

               OSSemPend(Sem_SendFlag,0,&err); //等待发送信号量

                     

         }

               U0IER = U0IER & ~0x02;              //关掉串口中断

               OSSemPost(Sem_StartFlag);           //发送开始信号量

}            

       

}

6.串口发送中断流程：

l  关中断

l  清除中断控制标志位

l  清除串口中断标志位

l  开中断

l  发送发送信号量

 

/**********************************************************

* 名    称：            UART0_Exception

* 功    能：            串口发送中断

* 入口参数：            无

* 出口参数：            data              发送的数据

**********************************************************/

void  UART0_Exception(void)

{

uint32 data;

OS_ENTER_CRITICAL();             //关中断

VICVectAddr = 0;                  //清除中断

data = U0IIR;                            //清除中断表示寄存器标志

OS_EXIT_CRITICAL();               //开中断

OSSemPost(Sem_SendFlag);        //发出发送信号量

 }
7.总的程序如下：

 

 

  

 

view plain

1. /****************************************Copyright (c)************************************************** 
2. **                                       西安邮电学院 
3. **                                      graduate school 
4. **                                       XNMS实验室 
5. **                                      Author:冀博 
6. **                                      Time:2011年1月21日 
7. **                                 http://blog.csdn.net/tigerjb 
8. ** 
9. **--------------File Info------------------------------------------------------------------------------- 
10. ** File name:           UART0_while 
11. ** Last modified Date:  2011-01-20 
12. ** Last Version:        1.0 
13. ** Descriptions:        当按键按下后，串口发送中断给上位机发送80字节数据 
14. **----------------------------------------------------------------------------------------------------- 
15.  
16.  
17. /****************************************************************************** 
18. ** Modified by:         TIGER0-JOHN 
19. ** Modified date:       2011-1-21 
20. ** Version:             1.1   
21. ** Descriptions:        测试成功 
22. ****************************************************************************/  
23. #include "config.h"  
24. #include "stdlib.h"  
25.  
26. #define KEY             1<<20        //设置为触发按键  
27. #define TaskStkLengh    64          //Define the Task0(启动任务） 堆栈长度  
28. #define TaskStkLengh    64          //Define the Task1(按键任务)  堆栈长度   
29. #define TaskStkLengh    64          //Define the Task2((发送任务) 堆栈长度  
30.   
31.   
32. OS_STK  TaskStk0[TaskStkLengh];     //Define the Task0 stack  定义启动任务堆栈   
33. OS_STK  TaskStk1[TaskStkLengh];     //Define the Task1 stack  定义按键任务堆栈  
34. OS_STK  TaskStk2[TaskStkLengh];     //Define the Task2 stack  定义发送任务堆栈  
35.   
36.   
37. void    Task0(void *pdata);         //Task0 启动任务  
38. void    Task1(void *pdata);         //Task1 按键任务  
39. void    Task2(void *pdata);         //Task2 发送任务  
40.   
41. uint8   send_buf[80];  
42. OS_EVENT        *Sem_ButtonFlag;    //定义按键信号量  
43. OS_EVENT        *Sem_SendFlag;      //定义发送信号量  
44. OS_EVENT        *Sem_StartFlag;      //定义开始信号量  
45.   
46.   
47. /**************************************************************************** 
48. * 名称：           UART0_Init 
49. * 功能：           UART0初始化 通讯波特率115200，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验 
50. *                   使能TxFIFO,和THRE中断 
51. * 入口参数：     bps     串口波特率 
52. * 出口参数：     无 
53. ****************************************************************************/  
54. void    UART0_Init(uint32 bps)  
55. {  
56.    
57.     uint16  Fdiv;  
58.     PINSEL0 = (PINSEL0 & ~(0xf) | 0x05) ;       //设置UART0的引脚  
59.     U0LCR = 0x83;               
60.     Fdiv = (Fpclk>>4)/bps;  
61.     U0DLM = Fdiv>>8;  
62.     U0DLL = Fdiv%256;  
63.     U0LCR = 0x03;     
64.     U0FCR = 0x05;                               // 使能TxFIFO  
65.     U0IER = 0x02;                               // 使能THRE中断  
66.      
67. }  
68. /**************************************************************************** 
69. * 名    称：       UART0_Exception 
70. * 功    能：       串口发送中断 
71. * 入口参数：     无 
72. * 出口参数：     data        发送的数据 
73. ****************************************************************************/  
74. void  UART0_Exception(void)  
75. {  
76.       
77.     uint32 data;  
78.     OS_ENTER_CRITICAL();                            //关中断  
79.     VICVectAddr = 0;                                //清除中断  
80.     data = U0IIR;                                   //清除中断表示寄存器标志  
81.     OS_EXIT_CRITICAL();                             //开中断  
82.     OSSemPost(Sem_SendFlag);                        //发出发送信号量  
83.  }  
84. /********************************************************************************************************* 
85. **                              main()函数 
86. ********************************************************************************************************/  
87.   
88. int main (void)  
89. {  
90.     OSInit ();                                                          //初始化操作系统                                                 
91.     OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &TaskStk0[TaskStkLengh - 1], 2);     //创建启动任务  
92.     OSStart ();                                                         //启动操作系统，开始对任务进行调度管理  
93.     return 0;                                                             
94. }  
95. /********************************************************************************************************* 
96. **                            Task0（启动任务） 
97. ********************************************************************************************************/  
98.   
99. void Task0  (void *pdata)  
100. {  
101.     pdata = pdata;                 
102.     TargetInit ();                                                     //硬件初始化                                                  
103.     UART0_Init(115200);                                                //初始化串口  
104.     Sem_ButtonFlag =  OSSemCreate(0);                                  //创建按键信号量  
105.     Sem_SendFlag   =  OSSemCreate(0);                                     //创建发送信号量  
106.     Sem_StartFlag  =  OSSemCreate(1);   
107.     OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],5);      //创建按键任务  
108.     OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[TaskStkLengh - 1],4);               //创建发送任务  
109.     OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);                                           //删除自己  
110.           
111. }  
112. /********************************************************************************************************* 
113. **                            Task1（按键任务） 
114. ********************************************************************************************************/  
115. void Task1  (void *pdata)  
116. {  
117.     uint8 i;  
118.     uint8 err;  
119.     pdata = pdata;   
120.     while(1)  
121.         {  
122.             OSSemPend(Sem_StartFlag,0,&err);           //等带开始信号量  
123.             for(i = 0;i < 80;i++)  
124.                 {  
125.                     send_buf[i] = i ;           //制造模拟数据。  
126.                 }     
127.             while((IO0PIN & KEY ) != 0);        //等带按键  
128.             OSSemPost(Sem_ButtonFlag);          //发送按键信号量  
129.               
130.         }  
131. }  
132. /********************************************************************************************************* 
133. **                            Task2（发送任务） 
134. ********************************************************************************************************/  
135. void Task2  (void *pdata)  
136. {  
137.     uint8 i,j,err;  
138.     pdata = pdata;  
139.       
140.     while(1)  
141.     {  
142.         OSSemPend(Sem_ButtonFlag,0,&err);       //等待按键信号量  
143.         U0IER = U0IER | 0x02;                   //打开串口发送中断  
144.         for(i = 0;i < 10;i++)                    //发送10次  
145.             {  
146.                 for(j = 0;j < 8;j++)             //每次8字节  
147.                     {  
148.                         U0THR = send_buf[i*8+j];  
149.                     }     
150.                 OSSemPend(Sem_SendFlag,0,&err);    //等待发送信号量  
151.                       
152.             }  
153.             U0IER = U0IER & ~0x02;              //关掉串口中断  
154.             OSSemPost(Sem_StartFlag);           //发送开始信号量  
155.     }         
156.            
157. }  
158.     
159. /********************************************************************************************************* 
160. **                            End Of File 
161. ******************************************************************************************