3、基于RTX51 Tiny的應用軟件設計指導
RTX51是一個德國Keil Software公司開發的用于8051系列單片機的多任務實時操作系統[4]。RTX51有2個不同的版本。
(1)完全版RTX51 Full
完全版RTX51 Full允許4個優先級的任務時間片輪轉調度和搶先式的任務切換,可以并行地利用中斷功能。信號和信息可以通過郵箱系統在任務之間互相傳遞,可以從一個存儲池中分配和釋放內存,可以強迫一個任務等待中斷、超時以及從另一個任務或中斷發出的信號或信息。
(2)小型版RTX51 Tiny
小型版RTX51 Tiny是RTX51的一個子集,它可以很容易地在沒有任何外部存儲器的單片8051系統上運行。RTX51 Tiny僅支持時間片輪轉任務切換和使用信號進行任務切換,不支持搶先式的任務切換,可以并行地利用中斷功能,可以強迫一個任務等待中斷、超時以及從另一個任務或中斷發出的信號,不能進行信息處理,也不支持存儲器分配或釋放。RTX51 Tiny是一種不可剝奪型實時操作系統內核。
基于RTX51 Tiny實時操作系統的單片機應用軟件設計,首先應該根據RTX51 Tiny操作系統的準并發特性,對應用軟件要實現的功能進行大小適當的劃分——按照上述3個原則劃分為若干個任務模塊,并對各個任務間的通信和時延進行仔細的確認。
編寫基于RTX51 Tiny的應用軟件的指導方針如下:
① 包含頭文件rtx51tny.h在應用程序中。
② 不要寫C語言主函數main()。RTX51 Tiny操作系統內核中已經有它自己的主函數main()。
③ 應用程序應該至少包括1個任務函數(task function)。
④ RTX51 Tiny應用程序必須中斷使能(EA=1),因為RTX51 Tiny操作系統使用了定時器T0中斷。
⑤ 應用程序至少調用1個RTX51 Tiny系統函數(如os_wait);否則,鏈接器將不會把RTX51 Tiny的系統庫包含到應用程序中。
⑥ 任務task0是應用程序中第一個執行的函數。在任務task 0中,必須調用os_create_task函數來運行其他任務。
⑦ 任務task函數不必退出或返回。任務task必須使用一個while(1)結構或其他類似的結構。任務task函數不帶參數,也沒有返回值。使用系統函數os_delete_task掛起(halt)一個運行的任務。
⑧ 中斷服務程序的編寫方式,與不使用RTX51 Tiny操作系統下的編寫方式相同。
⑨ 編譯和鏈接應用程序有2種途徑,一種是使用集成開發環境μVision 2 IDE,另一種是使用命令行工具CommandLine Tools。一般采用德國Keil Software公司提供的集成開發環境 μVision 2 IDE。
利用Keil Software公司提供的集成開發環境 μVision 2 IDE,創建RTX51 Tiny應用程序的開始的步驟如下:
① 運行Keil Software公司的集成開發環境 μVision 2 IDE。
② 運行菜單命令Project→Options for Target‘Target 1’,打開Target對話框,并在對話框中選擇Target選項卡。
③ 從Operating system下拉列表框中選擇RTX51 Tiny,如圖1所示。
圖1 選擇RTX51 Tiny實時操作系統
4、結論
本文給出了劃分任務的3個原則,分別是“對同一個外設的訪問放在一個任務中”、“通過任務分割提高系統的實時性”和“軟件工程中的‘解耦原則’用于任務的劃分”。實踐證明,這些任務劃分的原則是行之有效的。另外,從實用的角度給出了編寫基于RTX51 Tiny實時操作系統應用軟件的指導方針。實際上,RTX51 Tiny實時操作系統對目標系統的硬件需求是很低的,隨著半導體技術的發展,能夠運行嵌入式實時操作系統的單片機芯片是很容易采購得到的。
人們越來越清楚地認識到,在嵌入式系統設計中引入實時操作系統的必要性[5]。在許多嵌入式系統中,不但要求系統能夠及時響應隨機發生的外部事件,并對其作出快速處理,通常還需要同時執行多個任務,并對每個任務作出實時響應。實踐證明,對于這樣的應用,采用嵌入式實時操作系統作為應用軟件的設計平臺和運行平臺是一個良好的選擇。
參考文獻
[1]晨風.嵌入式實時多任務軟件開發基礎[M].北京:清華大學出版社,2004 63-64. [2]吳迪,郝軍,沙毅,等.嵌入式系統原理、設計與應用[M].北京:機械工業出版社,2005310-315. [3]張海藩.軟件工程導論[M]. 第4版.北京:清華大學出版社,2003 87-89. [4]KEIL Software Inc. RTX51 Real-time Kernel[OL]. http www. keil. com rtx51,2004. [5]劉明路,王亮生,李世煜.基于RTX51的單片機軟件設計[J].單片機與嵌入式系統應用,2002,(12):35-37.
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