基于RTX51实时操作系统的用户专用键盘软件设计

如图，任务1在检测到按键状态变化后向任务2发送信号，任务2随后由等待状态进入“准备好”状态，在本任务的下一个时间片，任务2开始进行指定位置按键的码值查询，然后通过串口完成码值发送。
同时，串口数据通过中断服务程序接收，串口数据接收后即发送信号给任务3，使后者进入“准备好”状态，并在下一个时间片到来后进行数据处理。
以上三个任务中，任务l始终处于“运行”或“准备好”状态，任务2、任务3大多数时间处于“等待”状态，任务2、任务3分别在接收到按键状态扫描任务、中断服务程序的信号后被“唤起”。另有任务0，负责创建任务1、2、3，然后删除自己。任务0简化程序如下所示：
#define INIT 0／*任务0：初始化及创建*／
#define SCAN 1／*任务1：按键状态扫描*／
#define KEY 2／*任务2：按键码值查询*／
#define LIGHT 3／*任务3：串口数据处理*／
Init()_task_INIT{
Serial_init()；
Os_create task(SCAN)；
Os_create_task(KEY)；
Os_create_task(LIGHT)；
Os_delete-task(INIT)；
}
以下对中断服务程序及各个任务分别予以介绍。
3．2 中断服务程序
用户专用键盘串口接收、发送中断服务程序流程如图3所示。

由于中断可能由发送控制器或接收控制器引起，因此在程序中首先要判断是接收中断还是发送中断，然后分别进行处理。对于接收的数据，程序将其存入接收缓冲区，然后通知串口数据处理任务进行处理。
用户专用键盘数据的发送在中断服务程序中完成，上一字节的数据发送完毕产生中断，进入中断服务程序继续完成下一字节的发送，而发送缓冲区中的数据由系统在按键码值查询任务中存入。简化的中断服务程序如下：

3．3 串口数据处理任务(TASK_LIGHT)
中断服务程序只处理串口缓存器SBUF的读取或写入，数据一旦接收完毕即存入缓冲区，并在专门的任务中进行处理。在多任务系统的用户专用键盘程序中，串口数据处理任务在创建后即被“挂起”，此时该任务处于“等待”状态，不占用任何时间片，只有当任务接收到“唤起”信号后才继续执行。本程序中“唤起”信号来自中断服务程序。由于中断处理过程可以同RTX51任务互发信号或交换数据，因此，中断服务程序在接收到数据后立即发送信号量给串口数据处理任务，使后者处于“准备好”状态，当下一时间片来到时，串口数据处理任务继续执行，完成数据解析及控制指示灯等操作。由于该任务为循环操作，当所有接收的数据处理完毕后，任务再次进入“等待”状态，等待下一次串口数据接收后的处理。图3中，斜体部分即为中断服务程序发送信号至串口数据处理任务的过程。串口数据处理任务的简化程序如下：

3．4 按键状态扫描任务(TASK SCAN)
按键状态扫描为一个循环执行的任务，程序通过不断地读取单片机IO口的值获取每个按键的当前状态，然后将当前状态值与存储在内存中的上一次状态值进行比较，通过比较结果判断该按键状态是否发生变化。为消除按键按下时抖动造成的多次状态变化，在扫描到某个按键状态发生改变后，延时一段时间后进行第二次扫描，如果两次扫描结果相同则认为该按键状态确实发生改变，并转入下一步处理。按键状态扫描任务流程如图4所示。

下面给出按键状态扫描任务简化的源程序：
Scan()_task_SCAN{／*按键状态扫描任务*／
…
While(1){
Key_first_scan()；／*第1次扫描*／
If(Keychanged=1){
Os_wait(K_TMO，2，0)／*延时*／
Key_second_scan()；／*第2次扫描*／
If(first scan=second scan){／*如果两次扫描的按键状态一致*／
os_send_signal(2)；／*发送信号至按键码值查询任务+／
}
}
}
}
程序中，采用等待超时信号(K_TMO)来实现两次扫描间的延时，这样设计的好处是，在延时期间，由于本任务处于“等待”状态，系统可以进行任务切换，使其它任务继续执行，从而在保证系统功能的前提下，提高整个系统的工作效率。需要注意的是，K_TMO是等待产生超时信号，当信号产生后，只是将相应的任务置上“准备好”标志位，任务并不是立即就能够运行，任务需要等到其它任务轮流执行，到自己的时间片后才会执行。这样，最后的延时效果是延时时间加上正在运行的任务的执行时间。在用户专用键盘软件中，同时可能在运行的任务只有“串口数据处理”。由于该任务运行时间与K TMO延时时间比较少很多，因此可以忽略不计，而认为两次扫描间的延时时间就是K_TMO的时间。假设同时运行的任务较多，并且每个任务占用的时间较长，则延时时间应该取K_TMO加上所有同时运行任务的执行时间之和，即按键按下的时间必须不小于此时间，才能保证每次按键操作都能正确响应。
3．5 按键码值查询任务(TASK KEY)
按键码值查询任务程序流程如图5所示。