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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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：

 

 

  

 

/****************************************Copyright (c)************************************************** ** 西安邮电学院 ** graduate school ** XNMS实验室 ** 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: 当按键按下后，串口发送中断给上位机发送80字节数据 **----------------------------------------------------------------------------------------------------- /****************************************************************************** ** Modified by: TIGER0-JOHN ** Modified date: 2011-1-21 ** Version: 1.1 ** Descriptions: 测试成功 ****************************************************************************/ #include "config.h" #include "stdlib.h" #define KEY 1<<20 //设置为触发按键 #define TaskStkLengh 64 //Define the Task0(启动任务） 堆栈长度 #define TaskStkLengh 64 //Define the Task1(按键任务) 堆栈长度 #define TaskStkLengh 64 //Define the Task2((发送任务) 堆栈长度 OS_STK TaskStk0[TaskStkLengh]; //Define the Task0 stack 定义启动任务堆栈 OS_STK TaskStk1[TaskStkLengh]; //Define the Task1 stack 定义按键任务堆栈 OS_STK TaskStk2[TaskStkLengh]; //Define the Task2 stack 定义发送任务堆栈 void Task0(void *pdata); //Task0 启动任务 void Task1(void *pdata); //Task1 按键任务 void Task2(void *pdata); //Task2 发送任务 uint8 send_buf[80]; OS_EVENT *Sem_ButtonFlag; //定义按键信号量 OS_EVENT *Sem_SendFlag; //定义发送信号量 OS_EVENT *Sem_StartFlag; //定义开始信号量 /**************************************************************************** * 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 } /**************************************************************************** * 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 } /********************************************************************************************************* ** main()函数 ********************************************************************************************************/ int main (void) { OSInit (); //初始化操作系统 OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &TaskStk0[TaskStkLengh - 1], 2); //创建启动任务 OSStart (); //启动操作系统，开始对任务进行调度管理 return 0; } /********************************************************************************************************* ** Task0（启动任务） ********************************************************************************************************/ void Task0 (void *pdata) { pdata = pdata; TargetInit (); //硬件初始化 UART0_Init(115200); //初始化串口 Sem_ButtonFlag = OSSemCreate(0); //创建按键信号量 Sem_SendFlag = OSSemCreate(0); //创建发送信号量 Sem_StartFlag = OSSemCreate(1); OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],5); //创建按键任务 OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[TaskStkLengh - 1],4); //创建发送任务 OSTaskDel(OS_PRIO_SELF); //删除自己 } /********************************************************************************************************* ** 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 } } /********************************************************************************************************* ** 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 } } /********************************************************************************************************* ** End Of File ********************************************************************************************************/