基于RTX51的用戶(hù)專(zhuān)用鍵盤(pán)軟件設計

#define KEY 2/*任務(wù)2：按鍵碼值查詢(xún)*/

#define LIGHT 3/*任務(wù)3：串口數據處理*/

Init()_task_INIT{

Serial_init();

Os_create task(SCAN);

Os_create_task(KEY);

Os_create_task(LIGHT);

Os_delete-task(INIT);

}

以下對中斷服務(wù)程序及各個(gè)任務(wù)分別予以介紹。

3.2 中斷服務(wù)程序

用戶(hù)專(zhuān)用鍵盤(pán)串口接收、發(fā)送中斷服務(wù)程序流程如圖3所示。

由于中斷可能由發(fā)送控制器或接收控制器引起，因此在程序中首先要判斷是接收中斷還是發(fā)送中斷，然后分別進(jìn)行處理。對于接收的數據，程序將其存入接收緩沖區，然后通知串口數據處理任務(wù)進(jìn)行處理。

用戶(hù)專(zhuān)用鍵盤(pán)數據的發(fā)送在中斷服務(wù)程序中完成，上一字節的數據發(fā)送完畢產(chǎn)生中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序繼續完成下一字節的發(fā)送，而發(fā)送緩沖區中的數據由系統在按鍵碼值查詢(xún)任務(wù)中存入。簡(jiǎn)化的中斷服務(wù)程序如下：

3.3 串口數據處理任務(wù)(TASK_LIGHT)

中斷服務(wù)程序只處理串口緩存器SBUF的讀取或寫(xiě)入，數據一旦接收完畢即存入緩沖區，并在專(zhuān)門(mén)的任務(wù)中進(jìn)行處理。在多任務(wù)系統的用戶(hù)專(zhuān)用鍵盤(pán)程序中，串口數據處理任務(wù)在創(chuàng )建后即被“掛起”，此時(shí)該任務(wù)處于“等待”狀態(tài)，不占用任何時(shí)間片，只有當任務(wù)接收到“喚起”信號后才繼續執行。本程序中“喚起”信號來(lái)自中斷服務(wù)程序。由于中斷處理過(guò)程可以同RTX51任務(wù)互發(fā)信號或交換數據，因此，中斷服務(wù)程序在接收到數據后立即發(fā)送信號量給串口數據處理任務(wù)，使后者處于“準備好”狀態(tài)，當下一時(shí)間片來(lái)到時(shí)，串口數據處理任務(wù)繼續執行，完成數據解析及控制指示燈等操作。由于該任務(wù)為循環(huán)操作，當所有接收的數據處理完畢后，任務(wù)再次進(jìn)入“等待”狀態(tài)，等待下一次串口數據接收后的處理。圖3中，斜體部分即為中斷服務(wù)程序發(fā)送信號至串口數據處理任務(wù)的過(guò)程。串口數據處理任務(wù)的簡(jiǎn)化程序如下：

3.4 按鍵狀態(tài)掃描任務(wù)(TASK SCAN)

按鍵狀態(tài)掃描為一個(gè)循環(huán)執行的任務(wù)，程序通過(guò)不斷地讀取單片機IO口的值獲取每個(gè)按鍵的當前狀態(tài)，然后將當前狀態(tài)值與存儲在內存中的上一次狀態(tài)值進(jìn)行比較，通過(guò)比較結果判斷該按鍵狀態(tài)是否發(fā)生變化。為消除按鍵按下時(shí)抖動(dòng)造成的多次狀態(tài)變化，在掃描到某個(gè)按鍵狀態(tài)發(fā)生改變后，延時(shí)一段時(shí)間后進(jìn)行第二次掃描，如果兩次掃描結果相同則認為該按鍵狀態(tài)確實(shí)發(fā)生改變，并轉入下一步處理。按鍵狀態(tài)掃描任務(wù)流程如圖4所示。

下面給出按鍵狀態(tài)掃描任務(wù)簡(jiǎn)化的源程序：

Scan()_task_SCAN{/*按鍵狀態(tài)掃描任務(wù)*/

…

While(1){

Key_first_scan();/*第1次掃描*/

If(Keychanged=1){

Os_wait(K_TMO，2，0)/*延時(shí)*/

Key_second_scan();/*第2次掃描*/

If(first scan=second scan){/*如果兩次掃描的按鍵狀態(tài)一致*/

os_send_signal(2);/*發(fā)送信號至按鍵碼值查詢(xún)任務(wù)+/

}

}

}

}

程序中，采用等待超時(shí)信號(K_TMO)來(lái)實(shí)現兩次掃描間的延時(shí)，這樣設計的好處是，在延時(shí)期間，由于本任務(wù)處于“等待”狀態(tài)，系統可以進(jìn)行任務(wù)切換，使其它任務(wù)繼續執行，從而在保證系統功能的前提下，提高整個(gè)系統的工作效率。需要注意的是，K_TMO是等待產(chǎn)生超時(shí)信號，當信號產(chǎn)生后，只是將相應的任務(wù)置上“準備好”標志位，任務(wù)并不是立即就能夠運行，任務(wù)需要等到其它任務(wù)輪流執行，到自己的時(shí)間片后才會(huì )執行。這樣，最后的延時(shí)效果是延時(shí)時(shí)間加上正在運行的任務(wù)的執行時(shí)間。在用戶(hù)專(zhuān)用鍵盤(pán)軟件中，同時(shí)可能在運行的任務(wù)只有“串口數據處理”。由于該任務(wù)運行時(shí)間與K TMO延時(shí)時(shí)間比較少很多，因此可以忽略不計，而認為兩次掃描間的延時(shí)時(shí)間就是K_TMO的時(shí)間。假設同時(shí)運行的任務(wù)較多，并且每個(gè)任務(wù)占用的時(shí)間較長(cháng)，則延時(shí)時(shí)間應該取K_TMO加上所有同時(shí)運行任務(wù)的執行時(shí)間之和，即按鍵按下的時(shí)間必須不小于此時(shí)間，才能保證每次按鍵操作都能正確響應。

3.5 按鍵碼值查詢(xún)任務(wù)(TASK KEY)

按鍵碼值查詢(xún)任務(wù)程序流程如圖5所示。

由于發(fā)送數據在串口中斷服務(wù)程序中完成，因此，在將數據存入發(fā)送緩沖區之前必須確認緩沖區中有數據即串口發(fā)送中斷會(huì )被再次觸發(fā)，否則只有將數據寫(xiě)入串口發(fā)送緩存器SBUF直接發(fā)送。

下面給出按鍵碼值查詢(xún)任務(wù)簡(jiǎn)化的源程序：

Encode()_task_KEY{

…

While(1){

Os_wait(K_SIG,0,0);/*等待鍵碼查詢(xún)信號*/

Keygetcode();/*獲取鍵碼值*/

If(sendempty=1){/*判斷發(fā)送緩沖區是否為“空”*/

SBUF=keycode;/*發(fā)送緩沖區為”空”，則直接發(fā)送*/

}Else{

Outbuf[i++]=keycode;/*否則，將數據存入緩沖區，*/

/*待上一數據發(fā)送完后自動(dòng)發(fā)送*/

}

}

}

4 結論

實(shí)踐證明，在引入RTX51 Tiny實(shí)時(shí)操作系統后，軟件開(kāi)發(fā)周期縮短，程序結構更加清晰，系統實(shí)時(shí)性和并行性大大增強，開(kāi)發(fā)出的程序具有較高的可維護性和可移植性。