基于RTX51的用戶專用鍵盤軟件設(shè)計(jì)

#define KEY 2/*任務(wù)2：按鍵碼值查詢*/

#define LIGHT 3/*任務(wù)3：串口數(shù)據(jù)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(duì)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

用戶專用鍵盤串口接收、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(duì)于接收的數(shù)據(jù)，程序?qū)⑵浯嫒虢邮站彌_區(qū)，然后通知串口數(shù)據(jù)處理任務(wù)進(jìn)行處理。

用戶專用鍵盤數(shù)據(jù)的發(fā)送在中斷服務(wù)程序中完成，上一字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢產(chǎn)生中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序繼續(xù)完成下一字節(jié)的發(fā)送，而發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)由系統(tǒng)在按鍵碼值查詢?nèi)蝿?wù)中存入。簡(jiǎn)化的中斷服務(wù)程序如下：

3.3 串口數(shù)據(jù)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?qū)懭?，?shù)據(jù)一旦接收完畢即存入緩沖區(qū)，并在專門的任務(wù)中進(jìn)行處理。在多任務(wù)系統(tǒng)的用戶專用鍵盤程序中，串口數(shù)據(jù)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(dāng)任務(wù)接收到“喚起”信號(hào)后才繼續(xù)執(zhí)行。本程序中“喚起”信號(hào)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(hào)或交換數(shù)據(jù)，因此，中斷服務(wù)程序在接收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送信號(hào)量給串口數(shù)據(jù)處理任務(wù)，使后者處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，當(dāng)下一時(shí)間片來(lái)到時(shí)，串口數(shù)據(jù)處理任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，完成數(shù)據(jù)解析及控制指示燈等操作。由于該任務(wù)為循環(huán)操作，當(dāng)所有接收的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(hào)至串口數(shù)據(jù)處理任務(wù)的過(guò)程。串口數(shù)據(jù)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(zhí)行的任務(wù)，程序通過(guò)不斷地讀取單片機(jī)IO口的值獲取每個(gè)按鍵的當(dāng)前狀態(tài)，然后將當(dāng)前狀態(tài)值與存儲(chǔ)在內(nèi)存中的上一次狀態(tài)值進(jìn)行比較，通過(guò)比較結(jié)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(jié)果相同則認(rèn)為該按鍵狀態(tài)確實(shí)發(fā)生改變，并轉(zhuǎn)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(hào)至按鍵碼值查詢?nèi)蝿?wù)+/

}

}

}

}

程序中，采用等待超時(shí)信號(hào)(K_TMO)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩次掃描間的延時(shí)，這樣設(shè)計(jì)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(tǒng)可以進(jìn)行任務(wù)切換，使其它任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，從而在保證系統(tǒng)功能的前提下，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。需要注意的是，K_TMO是等待產(chǎn)生超時(shí)信號(hào)，當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生后，只是將相應(yīng)的任務(wù)置上“準(zhǔn)備好”標(biāo)志位，任務(wù)并不是立即就能夠運(yùn)行，任務(wù)需要等到其它任務(wù)輪流執(zhí)行，到自己的時(shí)間片后才會(huì)執(zhí)行。這樣，最后的延時(shí)效果是延時(shí)時(shí)間加上正在運(yùn)行的任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間。在用戶專用鍵盤軟件中，同時(shí)可能在運(yùn)行的任務(wù)只有“串口數(shù)據(jù)處理”。由于該任務(wù)運(yùn)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(jì)，而認(rèn)為兩次掃描間的延時(shí)時(shí)間就是K_TMO的時(shí)間。假設(shè)同時(shí)運(yùn)行的任務(wù)較多，并且每個(gè)任務(wù)占用的時(shí)間較長(zhǎng)，則延時(shí)時(shí)間應(yīng)該取K_TMO加上所有同時(shí)運(yùn)行任務(wù)的執(zhí)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(yīng)。

3.5 按鍵碼值查詢?nèi)蝿?wù)(TASK KEY)

按鍵碼值查詢?nèi)蝿?wù)程序流程如圖5所示。

由于發(fā)送數(shù)據(jù)在串口中斷服務(wù)程序中完成，因此，在將數(shù)據(jù)存入發(fā)送緩沖區(qū)之前必須確認(rèn)緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)即串口發(fā)送中斷會(huì)被再次觸發(fā)，否則只有將數(shù)據(jù)寫入串口發(fā)送緩存器SBUF直接發(fā)送。

下面給出按鍵碼值查詢?nèi)蝿?wù)簡(jiǎn)化的源程序：

Encode()_task_KEY{

…

While(1){

Os_wait(K_SIG,0,0);/*等待鍵碼查詢信號(hào)*/

Keygetcode();/*獲取鍵碼值*/

If(sendempty=1){/*判斷發(fā)送緩沖區(qū)是否為“空”*/

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

}Else{

Outbuf[i++]=keycode;/*否則，將數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)，*/

/*待上一數(shù)據(jù)發(fā)送完后自動(dòng)發(fā)送*/

}

}

}

4 結(jié)論

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