uCx51-RTOS STC16程序设计方法简介

51单片机大哥 · 发表于 2021-4-26 21:16:57

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（一）概述

（1）uCx51-RTOS是专门针对STC单片机设计的实时操作系统，本次介绍的是在天问51-STC16开发板上使用的有12个后台任务的3个基本范例程序。12个后台任务包括1个空闲任务和11个用户任务，每个任务使用2KB的XDATA内存。STC16F40K128单片机共有32KB的XDATA内存，剩余的8KB XDATA内存为公共变量区域。

（2）本部分uCx51-RTOS STC16的范例以Kei C251项目工程的方式给出，每个项目包括1个系统的OBJ模块和4个用户的C语言程序文件，这些范例程序中的函数名都是操作系统规定的指定用途的函数名，用户不可更改。用户可以以这些范例程序为基础，在任务函数中增加自己的程序，在程序中添加自己的函数定义，实现自己的功能。

（3）范例中“main.c”是项目的主控文件，包括了天问51开发板的初始化与设置，以及开机LOGO。“uCx51_FTasks.c”是4个前台多任务的函数程序。本次范例只使用了500Hz任务来进行8位数码管的刷新。“uCx51_12Tasks.c”是12个后台多任务的函数程序，每个任务的函数是独立的，程序结构就像一般单片机的程序的main函数一样，包括一个开始的设置部分和一个无限循环部分，并且每个任务函数绝对不能退出，退出将导致系统崩溃。

（4）空闲任务的函数名为“uCx51_TaskIdle_Func”，空闲任务只能是一个连续执行的纯后台任务，不能被挂起，不能被暂停，延时只能使用软件空循环延时，空闲任务通常用来进行CPU利用率等统计。

（5）范例中Keil C251只是提供一个集成开发环境（IDE）的功能，只需使用免费的评估版，用于管理每个范例的程序文件，用于检查C语言和汇编语言程序的语法正确性。范例用KeilC251编译生成的HEX是无法运行的，当用户程序经过语法检查没有错误后，必须双击项目中的批处理文件名“长缨16_MakeFile.bat”，调用长缨16编译器进行编译，生成的HEX才是可以用STCISP进行烧录的正确机器码。

（6）长缨16是专门为STC16单片机研制的编译器，使用C351和A351程序语言规范，长缨16使用32KB的XDATA作为变量存储空间。目前长缨16研究版是针对目前的STC16研究版推出的功能有限版本，随着后续STC16单片机芯片正式版本的推出，长缨16也会更新到正式版本。

（7）所有的范例都要烧录为24MHz的主频，串口的波特率设置为115200。

（8）RTOS提供的系统接口见“uCx51_SYS_Core_V2.h”头文件。V2版使用STC16的定时器4中断作为系统中断，使用定时器2作为控制台的波特率发生器，STC16的其他资源都可以由用户自己定义和使用。

（二）范例介绍

（1）范例1为空任务与空闲任务介绍，是最简单的RTOS多任务程序框架。其中空闲任务实现毫秒计数，并且计划每秒让天问51开发板的CMPOUT指示灯（P41）闪烁一次。由于空闲任务的优先级最低，如果其他后台任务占有过CPU的任务执行权，那么闪烁周期就会加长。测量这个周期，就可以计算出操作系统的CPU利用率。

范例1的后台任务10显示当前的系统时间，每次显示后，都休眠300毫秒，这样空闲任务采用机会得到任务执行权。

范例1的任务0到9为空任务，每个任务仅包含一个将任务自己挂起的语句，保证任务不再会被执行。

（2）范例2为8个LED灯独立闪烁的例子。由于天问51开发板上的8个LED灯与数码管共用P6端口，所以在本范例中数码管不再显示有价值的内容，其上面的段显示的是对应8个LED的笔画内容。

范例2同时通过串口1（P30、P31）输出任务信息，下图是串口助手的一个截屏，图中每条信息为一个任务输出，破折号后面的是系统时间与系统毫秒计数。

（3）范例3是范例1和范例2的组合。范例3采用在天问51开发板上外加8个LED灯来显示任务进程，所以开发板上的数码管与外接的LED灯都可以独立的工作。

范例3同样通过串口1（P30、P31）输出任务信息，下图是串口助手的截屏。

从图中可以看到，任务10（AAAA TaskA）的信息输出在26点06分34秒时的输出是正常的，但在在26点06分35秒时被任务2和任务3连续中断。任务2执行完一轮休眠时，任务10刚输出一个“7”字符就又被任务3中断，直到任务3休眠后才有机会输出剩余的“605683”毫秒计数。

附件1：HEX烧录文件
附件2：项目程序

源代码_STC16程序设计_01_uCx51-RTOS_基本系统_天问51.rar (703.69 KB, 下载次数: 29)