嵌入式系统应用实例分析PPT文档格式.ppt
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,首先,以CPU为中心,将与各种输入/输出设备(或端口)相关的功能分别划分为独立的任务,发现“关键”功能,将其最“关键”部分“剥离”出来,用一个独立任务(或ISR)完成,剩余部分用另外一个任务实现,两者之间通过通信机制沟通,发现“紧迫”功能,将其最“紧迫”部分“剥离”出来,用一个独立的高优先级任务(或ISR)完成,剩余部分用另外一个任务实现,两者之间通过通信机制沟通,将消耗机时较多的数据处理功能划分出来,封装为低优先级任务,对于既“关键”又“紧迫”的功能,按“紧迫”功能处理,将关系密切的若干功能组合成为一个任务,达到功能聚合的效果,将由相同事件触发的若干功能组合成为一个任务,从而免除事件分发机制,将运行周期相同的功能组合成为一个任务,从而免除时间事件分发机制,将若干按固定顺序执行的功能组合成为一个任务,从而免除同步接力通信的麻烦,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的划分,电脑自动打铃器任务划分如下:
电脑自动打铃器具有键盘输入功能,用于设置时钟和闹钟,因此需要一个键盘任务。
电脑自动打铃器需要有显示功能,用来显示时钟和闹钟,因此需要一个显示任务。
电脑自动打铃器需要一个输出控制任务,用来控制闹钟时间到后各路的输出。
电脑自动打铃器具有实时时钟功能,需要一个RTC中断。
任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的优先级设计,人机接口,实时性低,控制接口,实时性高,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的优先级设计,优先级:
6,优先级:
12,优先级:
13,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的数据结构设计,对于一个任务,除了它的代码(任务函数)外,还有相关的信息。
为保存这些信息,必须为任务设计对应的若干数据结构。
任务需要配备的数据结构分为两类:
一类是与操作系统有关的数据结构;
另外一类是与操作系统无关的数据结构。
任务的数据结构,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的数据结构设计,与操作系统有关的数据结构,一个任务要想在操作系统的管理下工作,必须首先被创建。
在C/OS-II中,任务的创建函数原型如下:
任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的数据结构设计,在电脑自动打铃器应用中,我们设计了3个任务(键盘任务、显示任务和输出控制任务),与操作系统有关的数据结构定义如下:
#defineTASKKEY_ID12/定义键盘任务的ID#defineTASKKEY_PRIOTASKKEY_ID/定义键盘任务的优先级#defineTASKKEY_STACK_SIZE512/定义键盘任务堆栈的大小#defineTASKDISP_ID13/定义显示任务的ID#defineTASKDISP_PRIOTASKDISP_ID/定义显示任务的优先级#defineTASKDISP_STACK_SIZE512/定义显示任务堆栈的大小#defineTASKCTRL_ID6/定义控制任务的ID#defineTASKCTRL_PRIOTASKCTRL_ID/定义控制任务的优先级#defineTASKCTRL_STACK_SIZE512/定义控制任务堆栈的大小,OS_STKTaskKeyStkTASKKEY_STACK_SIZE;
/定义键盘任务的堆栈OS_STKTaskDispStkTASKDISP_STACK_SIZE;
/定义显示任务的堆栈OS_STKTaskCtrlStkTASKCTRL_STACK_SIZE;
/定义控制任务的堆栈voidTaskKey(void*pdata);
/键盘任务声明voidTaskDisp(void*pdata);
/显示任务声明voidTaskCtrl(void*pdata);
/控制任务声明,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,任务的数据结构设计,与操作系统无关的数据结构,电脑自动打铃器具有时钟和闹钟功能,那么我们首先就要构造这两个数据结构,定义如下:
时钟结构定义structtimeunsignedcharucHour;
/时unsignedcharucMin;
/分unsignedcharucSec;
/秒unsignedcharucWeek;
/星期unsignedshortusYear;
/年unsignedcharucMon;
/月unsignedcharucDay;
/日;
typedefstructtimeTIME;
typedefTIME*PTIME;
闹钟结构定义structalarmunsignedcharucHour;
/秒unsignedcharucEnable;
/闹钟使能控制structunsignedshortusLevel;
/输出电平控制unsignedshortusTime;
/输出时间控制c4;
/4路输出控制;
typedefstructalarmALARM;
typedefALARM*PALARM;
定义时钟和闹钟全局变量#defineMAX_ALARM4/最大闹钟个数TIMEGtimeCurrentTime;
/时钟全局变量ALARMGalarmRingTimeMAX_ALARM;
/闹钟全局变量,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,多任务之间的同步与互斥,为了说明问题,我们在这里将键盘任务拆分成为两个任务,一个是键盘扫描任务,另一个是键盘处理任务,二者之间使用消息邮箱进行同步。
行为同步,发送键值消息,接收键值消息,键盘扫描任务扫描到按键,就向消息邮箱发送键值消息;
键盘处理任务应及时处理键值消息,二者之间是同步接力的关系。
任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,多任务之间的同步与互斥,资源互斥,在电脑自动打铃器的设计中,ZLG7290是通过I2C总线与LPC2000连接的,I2C总线是键盘任务和显示任务的共享资源,必须遵循资源互斥的原则进行访问,二者之间使用信号量进行资源互斥。
申请I2C资源,释放I2C资源,申请I2C资源,释放I2C资源,任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,多任务之间的信息传递,全局变量,在任务的数据结构设计中,我们设计了时钟和闹钟两个数据结构,并定义了时钟和闹钟两个全局变量。
键盘任务,显示任务和RTC中断通过它们传递信息。
任务设计|电脑自动打铃器设计与实现,多任务之间的信息传递,消息邮箱,RTC中断检测闹钟,闹钟到就向输出控制任务发送控制信息,在本设计实例中使用消息邮箱。
发送控制消息,接收控制消息,人机界面设计,键盘任务,主函数,显示任务,RTC中断,输出控制任务,电脑自动打铃器设计与实现,程序设计,程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,人机界面设计,对于一个具有人机界面的应用系统来说,首先应该考虑的是人机界面如何设计。
8位数码管显示力度有限,只能通过按键分屏显示,显示界面定义如下:
时钟模式:
12时59分59秒星期一,程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,人机界面设计,对于一个具有人机界面的应用系统来说,首先应该考虑的是人机界面如何设计。
2007年12月12日,程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,人机界面设计,对于一个具有人机界面的应用系统来说,首先应该考虑的是人机界面如何设计。
闹钟模式:
A表示闹钟,0表示第一个闹钟,闹钟时间08:
30:
00,程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,人机界面设计,对于一个具有人机界面的应用系统来说,首先应该考虑的是人机界面如何设计。
闹钟使能控制(E使能,d禁能),从左至右,第一个是总开关,接着是星期60(分别对应星期日星期一)的开关。
程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,人机界面设计,对于一个具有人机界面的应用系统来说,首先应该考虑的是人机界面如何设计。
C表示通道,0表示第一个通道(每个闹钟有4个通道),H/L表示输出高低电平控制,接着是输出时间控制,最大为9999秒。
程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,人机界面设计,根据上述分析,电脑自动打铃器具有时钟和闹钟模式,时钟和闹钟模式都分别有不同的显示内容,闹钟模式还有若干不同的闹钟,为了修改时钟和闹钟的设置,还需要一个光标闪烁来提示用户进行修改,为此定义了如下全局变量:
unsignedintGuiMode=0;
/模式(时钟和闹钟模式)unsignedintGuiCursor=8;
/光标(闪烁位置提示)unsignedintGuiIndex=0;
/索引(不同的闹钟)unsignedintGuiItem=0;
/条目(时钟或闹钟的不同内容),按键的处理比较灵活,可自行设计。
程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,主函数,在程序设计的讲解中,首先讲一下主函数。
在主函数中,进行了操作系统的初始化,创建了一个键盘任务,最后,启动多任务操作系统。
程序如下所示:
intmain(void)OSInit();
/初始化uC/OS-II创建键盘任务;
/代码可参考配套教材OSStart();
/启动多任务操作系统return(0);
程序设计|电脑自动打铃器设计与实现,键盘任务,键盘任务首先进行目标板的初始化,主要完成系统时钟中断的设置;
然后初始化I2C0总线接口并设置中断;
然后创建消息邮箱GmboxRingCtrl,用于闹钟触发输出控制任务;
接着初始化RTC并设置中断;
最后创建了显示任务和输出控制任务,就进入了周期性循环,通过读取ZLG7290获取键值,进行按键处理。
键盘任务负责解释按键,设置时钟和闹钟。
目标板初始化,I2C0初始化,创建消息邮箱GmboxRingCtrl,RT
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