基于AVR单片机的嵌入式系统的应用分析

堆栈（标准上下文和返回地址），中断处理可能压进去更多。AVRX的API会临时压入2个以上的字节。GCC或者汇编代码定义于SRAM的顶部，保证AVRX的堆栈在有效SRAM空间之内是设计者的工作。

2 AVRX系统的应用

2.1 AVRX在不同型号AVR单片机上的移植

下面以ATmega16为例，介绍移植工作。

（1）编译器的选择

由于AVRX的编者是在GNU推出的AVR－GCC编译器下编写的，所以选用AVR－GCC编译器可以大大提高AVRX在不同AVR单片机上的移植特性。

（2）重新编译AVRX内核

为了将应用程序成功编译，需要重新编译AVRX内核，重新编译包括下述步骤。

①重新修改AVRX源码的Makefile文件，需要修改的几处如下：

ABSPATH＝…/avrx /＊更改AVRX原路径到实际路径下＊/

修改　　　MCU＝8535
　　　　　AAVRMCU＝1
　　　　　GCCMCU＝at90s$（MCU）
　　　　　AVRXMCU＝＿AT90S$（MCU）＿
为　　　　ICCMCU＝m16
　　　　　AAVRMCU＝3
　　　　　GCCMCU＝atmega16
　　　　　AVRXMCU＝＿AT90Mega16＿

②重新修改AVRX源码的serialio.s文件，即根据不同的单片机修改串口部分的寄存器定义。需要增添如下代码：

　　　＃if defined（UBRRL）
　　　　　＃define UBRR UBRRL
　　　　　＃endif
　　　　　＃if defined（UBRRH）
　　　　　sts UBRRH，p1h
　　　　　＃endif

③重新编译内核。具体做法是复制一个“令名提示符”到AVRX目录下，运行“命令提示符”，键入“makegcc”命令后运行就完成了AVRX内核的重新编译，会生成很多的.o文件和avrx.a文件。这些文件在以后的应用程序中会使用。

至此就完成了AVRX在ATmega16单片机上的内核移植，接着就可以编写应用程序了。

2.2 在AVRX上编写应用程序

这时候要用一个新的makefile文件，同时自己的程序可以不和AVRX的内核在一个目录，但是要指出依赖文件的明确路径。makefile的框架可以采用Winavr的sample文件夹下的makefile文件框架，这里的难点其实还是makefile文件的语法问题。下面介绍应用程序的makefile文件在实例中需要修改或增加的代码：

MCU＝atmega16 /＊微处理器的名字＊/

TARGET＝test ／＊应用程序文件名＊/

GCCLIB＝$（AVRX）/avrx/avrx.a

GCCINC＝－L－I$（AVRX）/avrx－I$（AVR）/avr/inc　/＊加上相关的库＊/

SCANF_LIB_MIN＝－W1，－u，vfscanf－1scanf_min

SCANF_LIB_FLOAT＝－W1，－u，vfscanf－1scanf_flt

SCANF_LIB /＊设置sacnf函数库的类型，在不使用时可以注释掉，这样可以减小编译后的文件大小＊/

LDFLAGS＋＝$（PRINTF_LIB）$（SCANF_LIB）$（MATH_LIB） /＊新增的连接器参数设定＊/

3 系统测试

3.1 系统实时性测试

在实时系统中，实时系统的实时性表现在系统对外部事件的响应能力上，系统通过中断来响应外部事件的发生，并且在用户中断程序中做的事要尽量少，把大部分工作留给任务去做，只是通过信号量或者信息机制来通知任务运行。Mega16的定时器2设为比较匹配输出模式，在匹配时间到了之后产生一定周期脉冲输出，并产生中断。设置定时器1为计数模式来计数产生的脉冲输出。通过定时器2的比较匹配中断服务子程序来发信号量通知任务运行，并在中断子程序中不开中断，而在任务得到信号后开中断，以实现中断处理与任务运行的同步，任务中对一个全局变量计数，以记录任务执行的次数。运行一段时间后，在设置的匹配时间里，任务的运行次数和定时器1的计数一样，则系统在这段时间里是能完全响应外部事件的，当定时器2的比较匹配时间设为大于23μs时，2个计数是相等的；当小于23μs时，定时器1计数值大于任务计数值，说明任务没有完全得到响应。这说明中断的进入和返回即系统对外部时间的响应和处理时间为23μs，远远大于其他操作系统在AVR单片机上移植后的响应时间。

3.2 使用例程测试

这里只对源文件中的几个例程先进行简单的编译，然后去掉不必要的代码，加入自己想测试的一些代码，进行了定时器控制模块，信号量和消息队列以其简单组合的测试，均在ATmega16上达到了预期的效果。

4 心得体会

①AVRX的源码都是用汇编语言编写的，相对来讲代码效率很高，但是由于没有详细的API介绍文档，所以最好的入门方法就是先读懂RTOS的源码和例程，然后进行修改，再加上自己的代码逐渐熟练应用。

②AVRX需要分配的堆栈为35个字节加上任务代码需要的额外堆栈，具体的大小取决于每个进程用的本地变量个数。比较好的确定分配给任务堆栈大小的方法是：分配很大的堆栈（如70字节）运行一段应用程序后看堆栈到多深（因为GCC启动时把所有内存都清0了，这样很容易看到）。不过，为