Small RTOS51 1121v 使用手册.docx
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SmallRTOS511121v使用手册
SmallRTOS(51)1.12.1v使用手册
概述:
SmallRTOS是一个源代码公开的多任务实时操作系统,SmallRTOS51
是其在8051系列处理器上的移植(使用keilc51)。
SmallRTOS可以简化那
些复杂而且时间要求严格的工程的软件设计工作.本手册主要讲述SmallRTOS
的使用,本说明了在8051系列处理器上使用应该注意的问题。
同时讲述了
SmallRTOS的移植。
本手册仅针对SmallRTOS(51)1.12版本
SmallRTOS的特点:
(1)公开源代码
只要遵循许可协议,任何人可以免费获得源代码。
(2)可移植
作者尽量使用把与CPU相关部分压缩到最小,与CPU无关部分用ansic编
写。
(3)可固化
SmallRTOS为嵌入系统设计,如果您有固化手段,它可以嵌入到您的产
品中成为产品的一部分。
(4)占先式
SmallRTOS可以管理17个任务,用户最多可以使用16个任务,每个任务
优先级不同。
(5)中断管理
中断可以使正在执行的任务挂起。
如果优先级更高的任务被中断唤醒,则
高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行。
中断嵌套层数可达255
层。
如果需要,可以禁止中断嵌套管理。
(6)RAM需求小
SmallRTOS为小RAM系统设计,应而RAM需求小,相应的,系统服务也少。
SmallRTOS的使用:
(1)系统配置:
os_cfg.h中定义了一些常量可以配置系统,具体定义如下:
#defineOS_MAX_TASKS 4 /*最大任务数1~16,也就是实际任务数 */
#defineOS_TICKS_PER_SEC 10 /*声明1秒系统系统节拍数 */
#defineEN_USER_TICK_TIMER 0 /*禁止(0)或允许
(1)系统定时中断调用用户函数UserTickTimer() */
#defineEN_OS_INT_ENTER 1 /*禁止(0)或允许
(1)中断嵌套管理 */
#defineEN_TIMER_SHARING 1 /*禁止(0)或允许
(1)定时器中断调用OSTimeTick() */
#defineTICK_TIMER_SHARING 1 /*定义进入多少次硬件中断为一次系统定时器软中断 */
#defineEN_OS_Q 0 /*禁止(0)或允许
(1)消息队列 */
#defineEN_OS_Q_CHK 0 /*禁止(0)或允许
(1)校验消息队列指针 */
#defineOS_Q_MEM_SEL xdata /*消息队列存储空间选择,keilc51有用,必须为idata、xdata */
/*不是keilc51时它必须为空格 */
#defineEN_OS_Q_PENT 1 /*禁止(0)或允许
(1)等待队列中的消息 */
#defineEN_OS_Q_ACCEPT 0 /*禁止(0)或允许
(1)无等待的从队列中取得消息 */
#defineEN_OS_Q_POST 0 /*禁止(0)或允许
(1)FIFO方式相对列发送消息 */
#defineEN_OS_Q_POST_FRONT 1 /*禁止(0)或允许
(1)LIFO方式相对列发送消息 */
#defineEN_OS_Q_INT_POST 0 /*禁止(0)或允许
(1)中断中FIFO方式相对列发送消息 */
#defineEN_OS_Q_INT_POST_FRONT 1 /*禁止(0)或允许
(1)中断中LIFO方式相对列发送消息 */
#defineEN_OS_Q_NMsgs 1 /*禁止(0)或允许
(1)取得队列中消息数 */
#defineEN_OS_Q_SIZE 0 /*禁止(0)或允许
(1)取得队列总容量 */
#defineEN_OS_Q_FLUSH 0 /*禁止(0)或允许
(1)清空队列 */
#defineEN_OS_SEM 0 /*禁止(0)或允许
(1)信号量 */
#defineEN_OS_SEM_CHK 0 /*禁止(0)或允许
(1)校验信号量索引 */
#defineOS_SEM_MEM_SEL idata /*信号量储空间选择,keilc51有用,必须为idata、xdata */
/*不是keilc51时它必须为空格 */
#defineOS_MAX_SEMS 2 /*最大信号量数目 */
#defineEN_OS_SEM_PENT 1 /*禁止(0)或允许
(1)等待信号量 */
#defineEN_OS_SEM_ACCEPT 0 /*禁止(0)或允许
(1)无等待请求信号量 */
#defineEN_OS_SEM_INT_POST 0 /*禁止(0)或允许
(1)中断中发送信号量 */
#defineEN_OS_SEM_POST 1 /*禁止(0)或允许
(1)中发送信号量 */
#defineEN_OS_SEM_QUERY 0 /*禁止(0)或允许
(1)查询信号量 */
//#definedata /*非keilc51时必须加止这一句 */
#ifEN_TIMER_SHARING==0
#defineTIME_ISR_TASK_ID SHOW_TASK_ID /*定义系统定时器软中断触发的任务ID */
#endif
Os_cpu.h中定义了一些常量可以配置一些与cpu相关的部分。
针对SmallRTOS51,具体定义如下:
#define OS_ENTER_CRITICAL() EA=0,Os_Enter_Sum++ /*关中断 */
#define OS_EXIT_CRITICAL() if(--Os_Enter_Sum==0)EA=1 /*开中断 */
/*以上两句仅可以改变“EA=?
”部分*/
#defineEN_SP2 0 /*禁止(0)或允许
(1)非屏蔽中断 */
#define IDATA_RAM_SIZE 0x100 /*idata大小 */
#define Sp2Space 4 /*高级中断(软非屏蔽中断)堆栈大小EN_SP2为0时无效 */
#defineOS_TIME_ISR 1 /*系统定时器使用的中断 */
//
SET_EA MACRO ;打开所有允许中断
SETB EA
ENDM
(2)与编译器无关的数据类型
为了便于移植,SmallRTOS定义了6种数据类型,它在Os_cpu.h定义。
针对SmallRTOS51,具体定义如下:
typedefunsignedchar uint8; /*定义可移植的无符号8位整数关键字 */
typedefsigned char int8; /*定义可移植的有符号8位整数关键字 */
typedefunsignedint uint16; /*定义可移植的无符号16位整数关键字 */
typedefsigned int int16; /*定义可移植的有符号16位整数关键字 */
typedefunsignedlong uint32; /*定义可移植的无符号32位整数关键字 */
typedefsigned long int32; /*定义可移植的有符号32位整数关键字 */
(3)运行SmallRTOS
在main函数中调用OSStart()后系统开始运行,OSStart()结束后运行
优先级为0的任务。
注意:
在调用OSStart()前不要使能总中断标志,系统会自动执行开中断宏
OS_EXIT_CRITICAL()。
(4)建立任务:
SmallRTOS使用静态方法建立任务,在config.h中有这样一段代码:
#ifdefIN_OS_CPU_C
externvoidTaskA(void);
externvoidTaskB(void);
externvoidTaskC(void);
void (*constTaskFuction[OS_MAX_TASKS])(void)={TaskA,TaskB,TaskC};
//函数数组TaskFuction[]保存了各个任务初始PC指针,其按任务ID(既优先级次序)顺序保存
#endif
用户只要定义好OS_MAX_TASKS,TaskFuction[],任务将自动运行。
其
中TaskA等为任务对应函数。
注意:
1、ID为0的任务为最高优先级任务,系统运行后首先执行它。
2、ID为OS_MAX_TASKS的任务由系统定义。
(5)删除任务
SmallRTOS1.12版不允许删除任务,因此,每个任务必须为无限循环
结构。
(6)任务睡眠
任务可以调用OSWait()使自己睡眠,其原型如下:
unsignedcharOSWait(uint8typ,uint8ticks);
功能描述:
系统等待函数,任务调用此函数可以等待一定时间或信号
输入:
typ:
等待事件类型,目前可以取以下值,或是其中任意个值的按位或
K_SIG:
等待信号
K_TMO:
等待超时
ticks:
等待超时时的系统节拍数
输出:
NOT_OK:
参数错误
TMO_EVENT:
超时到
SIG_EVENT:
有信号
如果任务等待信号,另一个任务可以调用OSSendSignal()使其进入就
绪状态,其原型如下:
voidOSSendSignal(uint8TaskId);
功能描述:
中断中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
输 入:
TaskId:
任务ID
输 出:
无
中断调用OSIntSendSignal()也可以唤醒睡眠任务,其原型如下:
voidOSIntSendSignal(uint8TaskId);
功能描述:
任务中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
输 入:
TaskId:
任务ID
输 出:
无
用户调用OSQPend和OSSemPend时也可能使任务睡眠,可参见相应章节。
(7)信号量
在SmallRTOS中,用一个0到(OS_MAX_SEMS-1)的值做索引标识一个信
号量,所有对信号量的访问都通过它访问。
SmallRTOS在使用一个信号量
之前,首先要初始化该信号量,也即调用OSSemCreate()函数,对信号量
的初始计数值赋值,该初始值为0到255之间的一个数。
如果信号量是用来
表示一个或者多个事件的发生,那么该信号量的初始值应设为0。
如果信号
量是用于对共享资源的访问,那么该信号的初始值应设为1(例如,把它当
作二值信号量使用)。
最后,如果该信号量是用来表示允许任务访问n个
相同的资源,那么该初始值显示应该是n,并把该信号量作为一个可计数
的信号量使用。
信号量使用的内存空间由用系统分配。
(8)消息队列
与一般的RTOS不同,SmallRTOS的消息队列是以字节变量(uint8型变
量,范围为0到255)作为消息,而不是以指针指向的内容作为消息。
也就
是说,消息队列发送一个消息实质是将一个0到255的数值存到消息队列中,
而不是将一个指针存到消息队列中。
类似的,从消息队列中获得一个消息
就是得到一个范围为0到255的值。
这个0到255的值用户可以任意解释。
如
果用户确实需要多个字节作为一个整体传递,可以有两个方法:
一是消息
队列仅仅传递数据的索引,真实数据放在另外的地方;一是一次向消息队
列中发送多个消息。
消息队列使用的内存空间由用户分配。
(9)SmallRTOS51任务特殊处
由于keilc51由于keilc51默认不支持重入函数,它的重入函数使用
仿真的重入栈而不使用系统栈,而SmallRTOS51没有进行重入栈管
理,因此,用户应该保证各个任务的局部变量不会互相覆盖(方法后
面有介绍),并且不定义重入函数。
(10)中断程序编制
keilc51例子如下:
#ifEN_OS_INT_ENTER>0
#pragmadisable /*除非最高优先级中断或是不需要系统管理的中断,否则,必须加上这一句 */
#endif
voidOSTickISR(void)interruptUSER_ISR
{
#ifEN_OS_INT_ENTER>0
OS_INT_ENTER(); /*中断开始处理 */
#endif
/*用户代码在这*/
OSIntExit(); /*中断结束处理, */
}
在其它CPU中,#pragmadisable不是必须的,但是可能需要自己在
OS_INT_ENTER()之前保存任务环境。
如果某个中断不需要OS管理,
则可以自由编写。
SmallRTOS的系统调用:
(1)OSVersion()
宏,返回SmallRTOS版本号*100
(2)OSRunningTaskID()
宏,返回当前正在运行的任务ID
(3)OSWait()
原型:
uint8OSWait(uint8typ,uint8ticks);
功能描述:
系统等待函数,任务调用此函数可以等待一定时间或信号
输 入:
typ:
等待事件类型,目前可以取以下值,或是其中任意个值的按位或
K_SIG:
等待信号
K_TMO:
等待超时
ticks:
等待超时时的系统嘀嗒数
输 出:
NOT_OK:
参数错误
TMO_EVENT:
超时到
SIG_EVENT:
有信号
全局变量:
OSWaitTick
调用模块:
OSIntSendSignal
(4)OSSendSignal()
原型:
voidOSSendSignal(uint8TaskId)
功能描述:
任务中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
输 入:
TaskId:
任务ID
输 出:
无
全局变量:
OSTaskRuning
调用模块:
OSSched
(5)OSIntSendSignal()
原型:
voidOSIntSendSignal(uint8TaskId);
功能描述:
中断中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
输 入:
TaskId:
任务ID
输 出:
无
全局变量:
OSTaskRuning
调用模块:
无
(6)OSQCreate()
原型:
uint8OSQCreate(uint8OS_Q_MEM_SEL*Buf,uint8SizeOfBuf);
功能描述:
初始化消息队列
输 入:
Buf:
为队列分配的存储空间地址
SizeOfBuf:
为队列分配的存储空间大小
输 出:
NOT_OK:
参数错误
OS_Q_OK:
成功
全局变量:
无
调用模块:
无
(7)OSQPend()
原型:
uint8OSQPend(uint8idata*Ret,uint8OS_Q_MEM_SEL*Buf,uint8Tick);
功能描述:
等待消息队列中的消息
输 入:
Ret:
返回的消息
Buf:
指向队列的指针
Tick:
等待时间
输 出:
NOT_OK:
参数错误
OS_Q_OK:
收到消息
OS_Q_TMO:
超时到
OS_Q_NOT_OK:
无消息
全局变量:
无
调用模块:
OSRunningTaskID,OSClearSignal,OSSched,OS_ENTER_CRITICAL,OS_EXIT_CRITICAL
(8)OSQAccept()
原型:
uint8uint8OSQAccept(uint8idata*Ret,uint8OS_Q_MEM_SEL*Buf);
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