μC/OS-II下中断服务程序和外设驱动的开发
。 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。
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