和记娱乐


网站导航

联系我们

和记娱乐

联系人: 

电 话:021-64057486

公司网址:http://www.happy123456789.com

   址:成都市松江区漕河泾松江新兴产业园区研展路丰产支路55号B座803室

邮编:201165


通信知识

您的当前位置: 和记娱乐主页 > 通信知识 >

如何构造一个51单片机的实时操作系统

发布日期:2019-10-15 07:18 来源:和记h88 发布人:和记娱乐 点击:

  从Keil C51的内存空间管理方式入手,着重讨论实时操作系统在任务调度时的重入问题,分析一些解决重入的基本方式与方法:分析实时操作系统任务调度的占先性,提出非占先的任务调度是能更适合于Keil C51的一种调度方式。为此,构造这一实时操作系统,并有针对性地介绍此系统的堆管理方法、任务的建立以厦任务的切换等。

  目前,大多数的产品开发是在基于一些小容量的单片机上进行的。51系列单片机,是我国目前使用最多的单片机系列之一,有非常广大的应用与前景,多年来的资源积累,使51系列单片机仍是许多开发者的首选。针对这种情况,近几年涌现出许多基于51内核的扩展芯片,功能越来越齐全,速度越来越快,也从一个侧面说明了51系列单片机在国内的生命力。

  多年来我们一直想找一个合适的实时操作系统,作为自己的开发基础。根据开发需求,整合一些常用的嵌入式构件,以节约开发时间,尽最大可能地减少开发工作量;另外,要求这个实时操作系统能非常容易地嵌入到小容量的芯片中。毕竟,大系统是少数的,而小应用是多数而广泛的。显而易见,μC/OS—II是不太适合于以上要求的,而Keil C所带的RTX Tiny不带源代码,不具透明性,至于其FULL版本就更不用说了。

  说到实时操作系统,就不能不考虑重入问题。对于PC机这样的大内存处理器而言,这似乎并不是一个很麻烦的问题,借用μC/OS—II RTOS的说法,即要求在重入的函数内,使用局部变量。但5l系列单片机堆栈空间很小,仅局限在256字节之内,无法为每个函数都分配一个局部堆空间。正是由于这个原因,Keil C51使用了所谓的可覆盖技术:

  正是由于以上的原因,在Keil C51下,纯粹的函数如果不加处理(如增加一个模拟栈),是无法重人的。那么在Keil C5l下,如何使其函数具有可重人性呢?下面分析在实时操作系统下面,任务的基本结构与模式:

  在的代码中,TaskA与TaskB并不存在直接或间接的调用关系,因而其局部变量val_a与val_b便是可以被互相覆盖的,即其可能都被定位于某一个相同的RAM空间。这样,当TaskA运行一段时间,改变了val_a后,TaskB取得CPU控制权并运行时,便可能会改变val_b。由于其指向相同的RAM空间,导致TaskA重新取得CPU控制权时,val—a的值已经改变,从而导致程序运行不正确,反过来亦然。另一方面,Funcl()与TaskB有直接的调用关系,因而其局部变量val_与val_b不会被互相覆盖,但也不能其局部变量val_不会与TaskA或其他任务的局部变量形成可覆盖关系。

  将val_a、val_b以及val_等局部变量定义为静态变量(加上static符)可以解决这一问题。但问题是,定义大量的static类型变量,将导致RAM空间的大量占用,有可能直接导致RAM空间不够用。尤其是在一些小容量的单片机内,一般只有128或256字节,大量的静态变量定义,在如此小的RAM资源状况下显然就不太合适了。由此而有了另一种的解决方法,如下代码所示:

  以上代码TaskC中使用了临界的方法来代码不被中断占先,确实有效地解决了RAM空间太小,不宜大量定义静态变量的问题。然而如果每个任务都采用此种结构,任务一开始,就关闭中断,将使实时性得不到。事明,这种延时是相当可观的。用一个实例来说明,如果想在系统中使用一个动态刷新的LED显示器,就难以显示的稳定与连续,哪怕在系统中是使用一个单独的定时器来做这一工作(进入临界区后,EA=0)。其次,这种结构事实上将占先的任务调度为非占先的任务调度。实际上如果在(3)与(4)之间没有碰巧发生中断并导致一个任务调度,那就可以理解为是任务主动放弃CPU的控制。如果在(3)和(4)之间碰巧产生了一个中断并导致了一个任务调度,只是执行了一次多余的任务调度而已,而且并不希望在(3)之后发生2次甚至多次的任务调度,相信读者也有这一愿望。

  除此之外,还可以发现任务的一个特点:当任务从(1)重新开始时,局部变量x和y是一个什么值并不在乎,即x和y即使在(3)之后改变了,也已经不再重要,不会影响程序的正确性。其实这一特点也是大部分任务,至少是太部分任务的大部部变量的一个共性——如果任务在整个执行过程中,不会(被占先)放弃CPU控制权,则其局部变量大多数并不需要进行特别的,即其作用域只是任务的当次执行,针对的代码,就是临界区内的代码区域。

      和记娱乐,和记h88,h88平台官网