μC/OS-II下中断服务程序和外设驱动的开发

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接收中断到来后，ISR从UART的接收缓冲器SBUF中读入接收的字节(②)，放入接收缓冲区(③)，然后通过接收信号量唤醒用户任务端的读操作(④、①)。在整个过程中，可以查询记录缓冲区中 当前字节数的变量值，此变量表明接收缓冲区是否已满。UART收到数据并触发了接收中断，但如果此时缓冲区是满的，那么放弃收到的字符。缓冲区的大小应合理设置，降低数据丢失的可能性，又要避免存储空间的浪费。

发送信号量初始值设为发送缓冲区的大小，表示缓冲区已空，并且关闭发送中断。发送数据时，用户任务在信号量上等待(①)。如果发送缓冲区未满，用户任务向发送缓冲区中写入数据(②)。如果写入的是发送缓冲区中的第一个字节，则允许发送中断(②)。然后，发送ISR从发送缓冲区中取出最早写入的字节输出至UART(④)，这个操作又触发了下一次的发送中断，如此循环直到发送缓冲区中最后一个字节被取走，重新关闭发送中断。在ISR向UART输出的同时，给信号量发信号(⑤)，发送任务据此信号量计数值来了解发送缓冲区中是否有空间。

3 串口通信模块的设计

每个串行端口有两个环状队列缓冲区，同时有两个信号量：一个用来指示接收字节，另一个用来指示发送字节。每个环状缓冲区有以下四个要素：

存储数据(INT8U数组);

包含环状缓冲区字节数的计数器;

环状缓冲区中指向将被放置的下一字节的指针;

环状缓冲区中指向被取出的下一字节的指针。

SerialGetehar()用来获取接收到的数据，如果缓冲区已空时将任务挂起，接收到字节时，任务将被唤醒，同时从串行口接收字节。SerialPutRxChar()用来将接收的字节放到缓冲区中，如果接收缓冲区已满，则该字节被丢弃。当字节插入到缓冲区中，SerialPutRxChar()通知数据接收信号量，使之将数据己到的消息传达给所有等待的任务。为防止挂起应用任务，可以通过调用SceiallsEmPty()去发现环状队列中是否有字节。

当需要发送数据给串行端口时，SerialPurChar()等待信号量在初始化发送信号量时应该初始为缓冲区的大小。因此，当缓冲区中没有更多空间时，SerialPutChar()就挂起任务，只要UART再次发送字节，挂起任务就将恢复。SerialGctChar()被中断服务程序调用，如果发送缓冲区至少还有一个字节，Seri-a1GetChar()就返回一个从缓冲区发送的字节。如果缓冲区己空，则SerialGetChar()返回Null，这将使调用停止进一步的发送中断，一直到有数据发送为止。

4 异步串行通信的接口函数

应用任务可以通过如下的几个函数来控制和访问UART：SerialCfgPort()、SerialGetChar()、SerialInit()、SerialIsEmpty()、SerialIsFull()和SerialPutChar()。

SerialCfgPort()用于建立串行端口的特征，在为指定端口调用其他服务前，必须先调用该函数，包括确定波特率、比特数、奇偶校验和停止位等。

SerialGetChar()使应用程序从接收数据的环状缓冲区中取出数据。

SerialInit()用于初始化整个串口软件模块，且必须在该模块提供的其他任何服务前调用。SeriallInit()将环状缓冲区计数器的字节数清零，并初始化每个环状缓冲区的IN和OUT指针，指向数据存储区的开始处。数据接收信号量初始化为0，表示在环状缓冲区无数据。用传送缓冲区大小初始化数据传送信号量，表示缓冲区已空。

SerialIsEmpty()允许应用程序确定是否有字节从串口接收进来。本函数允许在无数据时避免将任务挂起。

SerialIsFull()允许应用程序确定传送环状缓冲区的状态，本函数可以在缓冲区已满时避免将任务挂起。

SerialPutChar()允许应用程序向一个串行端口发送数据。

结 语

该串口通信模块充分利用了实时内核的任务调度功能和信号量机制，系统软件模块化，可读性增强，便于修改和移植，其设计思路和方法可以很好的应用在多种情况下的测控系统中，系统的扩展方便，具有一定的借鉴作用。该串口通信模块已作为某铁路供水远程控制终端的一部分，运行稳定，提高了整个系统的运行效率和实时性。