嵌入式C语言代码

• 同步头 -- 帧（信息）头 -- 数据区 -- 校验字节
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1、无操作系统代码的编写
• 有限状态机接收非定长帧3
• 通常接收状态机定义这样几个状态：空闲、等待帧头、 接收帧头、接收数据 • 状态机根据接收字节的内容，在这几个状态中来回切换
• 空闲状态下，必须接收到帧引导符，才进入等待帧头状态，其它 数据一律丢弃 • 等待帧头状态下，一旦发现引导符结束，立即进入接收帧头状态， 并将数据存入缓冲区 • 接收帧头状态下，进行字节倒计数（帧头是定长的），完毕后解 析出后续数据的长度，进入接收数据状态 • 接收数据状态下，进行字节倒计数，计数完毕，回到空闲状态
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3、uCOS在33209上的移植
• 当这两个步骤完成以后，uCOS的移植工作 基本完成，剩下的即是测试系统是否工作稳 定，以后充分体验引入uCOS给我们后续开 发带来的方便
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4、嵌入式C语言代码的编写风格
• 1、关于const、static、volatile、extern等关键字的 使用
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1、无操作系统代码的编写
• 综合例子1，无操作系统代码编写的要领：
• 1、中断函数响应异步事件，但一般只做最简单的处理， 只要高实时性的动作可以放在中断中 • 2、耗时的操作，实时性要求不强的处理，尽量放在主函 数中 • 3、消息处理一般可以采用位变量的方式，除了用在前后 台之间的通信，还可以用在任务间的通信 • 4、当两个异步事件同时发生的时候，主函数中靠前的消 息处理函数优先执行（优先级） • 5、不管优先级如何，下一个“就绪” 的任务只能等到 前一个处理完成之后，才能得到执行（非抢占式调度）
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1、无操作系统代码的编写
• 串口接收中断程序的编写
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#pragma vector = USART0RX_VECTOR __interrupt void UartRxISR(void) { static int stateFlg; // 空闲状态下, 连续接收到两个帧引导符, 即清空缓冲区, 进入等待帧头状态 if ( stateFlg == RXD_STATE_IDLE ) {} // 等待帧头状态下, 接收到帧头, 并把接收到第四个字节作为帧长 else if ( stateFlg == RXD_STATE_WAIT_HEAD ) {} // 等待数据状态下, 等待计数完毕, 进入等待奇偶校验位状态 else if ( stateFlg == RXD_STATE_CNT_DOWN ) {} // 等待奇偶校验位状态下, 接收一个字节, 发送收到帧消息, 并回到空闲状态 else if ( stateFlg == RXD_STATE_WAIT_PARITY ) SendMsg( MSG_REV_FRAME );
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2、有操作系统代码的编写
• 例子 3：
• 实验二中 按键+LED+定时器的实验，在uCOS可以如此 划分：
• 开辟4个任务，新建4个信号量，每个任务控制一只LED，等待按 键消息，打开后，延迟1秒钟 • void Task0 (void *pdata) • { • while (1) { • OSSEMPend(KEY_UP); • LED0 = Enable; • OSTimeDly(100); • LED0 = Disable; • } • }
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1、无操作系统代码的编写
• 示例 2：串行通信接收代码
• 通信是嵌入式系统最常用的功能，串行通信是最 简单的一种（符合RS232标准） • 处理器会在每接收到一个字节的时候，触发一个 串行中断 • 实际通信一般要把数据封装成有意义的数据帧， 以维持数据接收的完整性（数据链路层） • 如何用接收单字节的中断函数构造出数据帧的接 收功能呢？
• Const 表示“只读”，嵌入式中，用const定义大型只读数 组，编译器会将其放入ROM中 • Static 表示“静态、局部”，可修饰函数内的静态局部变 量，也可以修饰函数或模块内的全局变量，用于限定其 作用范围 • Volatile 表示“易变”，防止编译器按照普通C语言进行 意外的优化 • Extern 表示“外部”，当在某个模块内需要使用其他模 块的变量或函数时，需要用这个词修饰 USTC
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3、uCOS在33209上的移植
• 移植要修改的文件
• OS_CPU.H • OS_CPU_A.ASM • OS_CPU_C.C
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3、uCOS在33209上的移植
• OS_CPU.H
• 定义各种数据类型 • 定义进出临界区的几种方式 • 定义了TASK_SW宏，可以用软中断实现，一般 设置为一个汇编函数的入口 • 这是UCOS移植要做的第一步工作
嵌入式代码的一般编写方法
主讲人：潘浩 助教
计算机视觉实验室
panhao@
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提纲
• • • • 1、无操作系统代码的编写 2、有操作系统代码的编写 3、uCOS在33209上的移植 4、嵌入式C语言代码的编写风格
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1、无操作系统代码的编写
• 无操作系统——前后台程序 • 应用背景
• • • • 功能需求特别简单，如：家电 执行的功能相对单一，如：红绿灯 片内资源受限（RAM），如：51单片机系统 开发过程，如：测试某个模块
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1、无操作系统代码的编写
• 优点：
• 代码结构简单 • 占用资源少，没有操作系统的开销
• 缺点：
• 嵌入式系统完备的实时性难以达到 • 要手工维护多个任务的同时运行、共享资源的访 问、任务间通信，程序流程难以控制
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1、无操作系统代码的编写
• 数据帧示例： （工业仪表HART协议）
• 下行命令帧（上位机到下位机），查询配置：
• => FF FF FF FF FF 02 80 0D 00 8F
• 上行命令帧，返回厂家、型号、生产日期：
• <= FF FF FF FF FF 06 80 0D 08 00 00 64 23 D5 07 0A 09 15
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1、无操作系统代码的编写
• 数据帧的三种基本方式：
• 1、定长帧，所有的数据都凑成固定的长度，附 以帧头帧尾，缺点：效率低。用等长度的队列进 行接收。 • 2、非定长帧，以固定结束符标志帧的结束，类 似于C语言的字符串，缺点：帧内不可出现结束 符。 • 3、非定长帧，在帧头信息区标志后续数据的长 度，类似于Pascal语言的字符串。非定长帧一般 用有限状态机接收。
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4、嵌入式C语言代码的编写风格
• 3、工程文件的管理
• 通常按照功能模块，将函数分门别类放在多个源文件中， 为了便于管理，更好的方法是使用：.h和.c文件对 • c文件中是函数的实现代码，h文件则是这些函数的声明， 以及函数可能会用到的一些宏 • 在工程中，往往有一个公共头文件，一般为config.h，在 其中，#include所有模块的h文件，即可方便的实现模块 之间的相互调用 • 没有对应h文件的一般只有两个，main.c和interrput.c
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2、有操、等待函数，否则无法进行 任务切换 • 任务之间的通信采用OS提供的接口解决，通常 用信号量、消息队列等，不要擅自定义全局变量 • 任务的功能划分要简明清晰，不要混杂其他模块 的功能 • 当不需要某些系统提供的功能时，应当通过OS 配置文件去除掉，以降低系统对资源的消耗
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1、无操作系统代码的编写
• 例子 1：
• __interrupt void TIMER_ISR(void) • { • SendMsg(MSG_UPDATE_OUT ); • }
• 对于比较耗时的中断函数，如键盘去抖，需 要在进入中断函数时允许中断嵌套，以免丢 失异步事件
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1、无操作系统代码的编写
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3、uCOS在33209上的移植
• OS_CPU_A.ASM 和 OS_CPU_C.C
• 移植工作重点1：可以入手的是OS_CPU_C.C中 的OSTaskStkInit函数，即：伪造中断现场，使得 OSStart函数最后的中断返回指令，能够准确的从 伪造的中断现场中，恢复到起始任务运行的状态 • 移植工作重点2：第一步完成了以后，仔细观察 调整一个任务切换到另一个任务时的各自堆栈的 变化，要始终维持一个正确的可恢复的中断现场
• 例子 1：
• 前后台程序的消息处理宏
• #define MSG_SOME_KEY_DOWN • #define MSG_UPDATE_OUT • unsigned int MsgQueue; • #define SendMsg(msgId) • #define TestMsg(msgId) • #define ClearMsg(msgId) ( MsgQueue |= msgId ) ( MsgQueue & msgId ) ( MsgQueue &= ~msgId ) 0x0000000F 0x00000010
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1、无操作系统代码的编写
• 例子 1：
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void main (void) { // 初始化 Initial();
// 主循环 while(1) { if ...... else if ...... } // 清看门狗，进低功耗 }
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1、无操作系统代码的编写
// 如果发现连续3个引导符, 不管当前处于什么状态, 都立即进入等待帧头状态 }
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2、有操作系统代码的编写
• uCOS下，代码的一般格式如下：
USTC
2、有操作系统代码的编写
• uCOS的启动代码：
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