UCOS操作系统

文章目录

UCOS操作系统
前言
一、事件标志组
二、相关函数
- 1.创建事件标志组
- 2. 等待事件标志组
- 3.向事件标志组发布标志
三、事件标志组实验

前言

前面我们提到过可以使用信号量来完成任务同步，这里我们再说一下另外一种任务同步的方法，就是事件标志组，事件标志组用来解决一个任务和多个事件之间的同步

一、事件标志组

有时候一个任务可能需要和多个事件同步，这个时候就需要使用事件标志组。事件标志组与任务之间有两种同步机制：“或”同步和“与”同步，当任何一个事件发生，任务都被同步的同步机制是“或”同步；需要所有的事件都发生任务才会被同步的同步机制是“与”同步，这两种同步机制如图所示

1、任务和 ISR(中断服务程序)都可以发布事件标志，但是，只有任务可以创建、删除事件标志组以及取消其他任务对事件标志组的等待。
2、任务可以通过调用函数 OSFlagPend()等待事件标志组中的任意个事件标志，调用函数OSFlagPend()的时候可以设置一个超时时间，如果过了超时时间请求的事件还没有被发布，那么任务就会重新进入就绪态。
3、我们可以设置同步机制为“或”同步还是“与”同步

二、相关函数

1.创建事件标志组

在使用事件标志组之前，需要调用函数 OSFlagCreate()创建一个事件标志组，OSFlagCreate()函数原型如下

void OSFlagCreate ( OS_FLAG_GRP *p_grp,CPU_CHAR *p_name,OS_FLAGS flags,OS_ERR *p_err)

p_grp：指向事件标志组，事件标志组的存储空间需要应用程序进行实际分配，我们可以按照下面的例子来定义一个事件标志组。
OS_FLAG_GRP EventFlag;
p_name：事件标志组的名字。
flags：定义事件标志组的初始值。32位bit，一个bit代表一个事件标志组
p_err：用来保存调用此函数后返回的错误码。

2. 等待事件标志组

等待一个事件标志组需要调用函数 OSFlagPend()，函数原型如下

OS_FLAGS OSFlagPend ( OS_FLAG_GRP *p_grp,OS_FLAGS flags,OS_TICK timeout,OS_OPT opt,CPU_TS *p_ts,OS_ERR *p_err)

p_grp：指向事件标志组。
flags： bit 序列，任务需要等待事件标志组的哪个位就把这个序列对应的位置 1，根据设置这个序列可以是 8bit、16bit 或者 32 比他。比如任务需要等待时间标志组的 bit0和 bit1 时(无论是等待置位还是清零)，flag 是的值就为 0X03。（你要请求的位数是二进制1，其他是0，然后转16进制）
timeout：指定等待事件标志组的超时时间(时钟节拍数)，如果在指定的超时时间内所等待的一个或多个事件没有发生，那么任务恢复运行。如果此值设置为 0，则任务就将一直等待下去，直到一个或多个事件发生。
opt：决定任务等待的条件是所有标志置位、所有标志清零、任意一个标志置位还是任
意一个标志清零，具体的定义如下。
OS_OPT_PEND_FLAG_CLR_ALL 等待事件标志组所有的位清零
OS_OPT_PEND_FLAG_CLR_ANY 等待事件标志组中任意一个标志清零
OS_OPT_PEND_FLAG_SET_ALL 等待事件标志组中所有的位置位
OS_OPT_PEND_FLAG_SET_ANY 等待事件标志组中任意一个标志置位
调用上面四个选项的时候还可以搭配下面三个选项。
OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME 用来设置是否继续保留该事件标志的状态。
OS_OPT_PEND_NON_BLOCKING 标志组不满足条件时不挂起任务。
OS_OPT_PEND_BLOCKING 标志组不满足条件时挂起任务。
这里应该注意选项 OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME 的使用方法，如果我们希望任务等待事件标志组的任意一个标志置位，并在满足条件后将对应的标志清零那么就可以搭配使用选项 OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME。
p_ts：指向一个时间戳，记录了发送、终止和删除事件标志组的时刻，如果为这个指针赋值 NULL，则函数的调用者将不会收到时间戳。
p_err：用来保存调用此函数后返回的错误码

3.向事件标志组发布标志

调用函数 OSFlagPost()可以对事件标志组进行置位或清零，函数原型如下

OS_FLAGS OSFlagPost ( OS_FLAG_GRP *p_grp,OS_FLAGS flags,OS_OPT opt,OS_ERR *p_err)

p_grp：指向事件标志组。
flags：决定对哪些位清零和置位，当 opt 参数为 OS_OPT_POST_FLAG_SET 的时，参数
flags 中置位的位就会在事件标志组中对应的位也将被置位。当 opt 为OS_OPT_POST_FLAG_CLR 的时候参数 flags 中置位的位在事件标志组中对应的位将被清零。
opt：决定对标志位的操作，有两种选项。
OS_OPT_POST_FLAG_SET 对标志位进行置位操作
OS_OPT_POST_FLAG_CLR 对标志位进行清零操作
p_err：保存调用此函数后返回的错误码。

三、事件标志组实验

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "key.h"
#include "malloc.h"
#include "sram.h"
#include "beep.h"
#include "includes.h"//ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶
#define START_TASK_PRIO     3
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óÐ¡
#define START_STK_SIZE      128
//ÈÎÎñ¿ØÖÆ¿é
OS_TCB StartTaskTCB;
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
//ÈÎÎñº¯Êý
void start_task(void *p_arg);//ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶
#define MAIN_TASK_PRIO      4
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óÐ¡
#define MAIN_STK_SIZE       128
//ÈÎÎñ¿ØÖÆ¿é
OS_TCB Main_TaskTCB;
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»
CPU_STK MAIN_TASK_STK[MAIN_STK_SIZE];
void main_task(void *p_arg);//ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶
#define FLAGSPROCESS_TASK_PRIO  5
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óÐ¡
#define FLAGSPROCESS_STK_SIZE   128
//ÈÎÎñ¿ØÖÆ¿é
OS_TCB Flagsprocess_TaskTCB;
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»
CPU_STK FLAGSPROCESS_TASK_STK[FLAGSPROCESS_STK_SIZE];
//ÈÎÎñº¯Êý
void flagsprocess_task(void *p_arg);//LCDË¢ÆÁÊ±Ê¹ÓÃµÄÑÕÉ«
int lcd_discolor[14]={ WHITE, BLACK, BLUE,  BRED,      GRED,  GBLUE, RED,   MAGENTA,            GREEN, CYAN,  YELLOW,BROWN,            BRRED, GRAY };ÊÂ¼þ±êÖ¾×é//
#define KEY0_FLAG       0x01
#define KEY1_FLAG       0x02
#define KEYFLAGS_VALUE  0X00
OS_FLAG_GRP EventFlags;     //¶¨ÒåÒ»¸öÊÂ¼þ±êÖ¾×é//¼ÓÔØÖ÷½çÃæ
void ucos_load_main_ui(void)
{POINT_COLOR = RED;LCD_ShowString(30,10,200,16,16,"ALIENTEK STM32F1");   LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"UCOSIII Examp 12-1");LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Event Flags");LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"2015/3/19");POINT_COLOR = BLACK;LCD_DrawRectangle(5,130,234,314);  //»¾ØÐÎPOINT_COLOR = BLUE;LCD_ShowString(30,110,220,16,16,"Event Flags Value:0");
}//Ö÷º¯Êý
int main(void)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();delay_init();  //Ê±ÖÓ³õÊ¼»¯NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//ÖÐ¶Ï·Ö×éÅäÖÃuart_init(115200);   //´®¿Ú³õÊ¼»¯LED_Init();         //LED³õÊ¼»¯ LCD_Init();         //LCD³õÊ¼»¯ KEY_Init();         //°´¼ü³õÊ¼»¯BEEP_Init();        //³õÊ¼»¯·äÃùÆ÷my_mem_init(SRAMIN);//³õÊ¼»¯ÄÚ²¿RAMucos_load_main_ui();//¼ÓÔØÖ÷UIOSInit(&err);            //³õÊ¼»¯UCOSIIIOS_CRITICAL_ENTER(); //½øÈëÁÙ½çÇø             //´´½¨¿ªÊ¼ÈÎÎñOSTaskCreate((OS_TCB     * )&StartTaskTCB,       //ÈÎÎñ¿ØÖÆ¿é(CPU_CHAR   * )"start task",      //ÈÎÎñÃû×Ö(OS_TASK_PTR )start_task,             //ÈÎÎñº¯Êý(void     * )0,                   //´«µÝ¸øÈÎÎñº¯ÊýµÄ²ÎÊý(OS_PRIO    )START_TASK_PRIO,     //ÈÎÎñÓÅÏÈ¼¶(CPU_STK   * )&START_TASK_STK[0],   //ÈÎÎñ¶ÑÕ»»ùµØÖ·(CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE/10,    //ÈÎÎñ¶ÑÕ»Éî¶ÈÏÞÎ»(CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE,     //ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óÐ¡(OS_MSG_QTY  )0,                  //ÈÎÎñÄÚ²¿ÏûÏ¢¶ÓÁÐÄÜ¹»½ÓÊÕµÄ×î´óÏûÏ¢ÊýÄ¿,Îª0Ê±½ûÖ¹½ÓÊÕÏûÏ¢(OS_TICK    )0,                   //µ±Ê¹ÄÜÊ±¼äÆ¬ÂÖ×ªÊ±µÄÊ±¼äÆ¬³¤¶È£¬Îª0Ê±ÎªÄ¬ÈÏ³¤¶È£¬(void    * )0,                   //ÓÃ»§²¹³äµÄ´æ´¢Çø(OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, //ÈÎÎñÑ¡Ïî(OS_ERR  * )&err);               //´æ·Å¸Ãº¯Êý´íÎóÊ±µÄ·µ»ØÖµOS_CRITICAL_EXIT();   //ÍË³öÁÙ½çÇø     OSStart(&err);      //¿ªÆôUCOSIII
}//¿ªÊ¼ÈÎÎñº¯Êý
void start_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();p_arg = p_arg;CPU_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);    //Í³¼ÆÈÎÎñ
#endif#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN        //Èç¹ûÊ¹ÄÜÁË²âÁ¿ÖÐ¶Ï¹Ø±ÕÊ±¼äCPU_IntDisMeasMaxCurReset();
#endif#if   OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN  //µ±Ê¹ÓÃÊ±¼äÆ¬ÂÖ×ªµÄÊ±ºò//Ê¹ÄÜÊ±¼äÆ¬ÂÖ×ªµ÷¶È¹¦ÄÜ,Ê±¼äÆ¬³¤¶ÈÎª1¸öÏµÍ³Ê±ÖÓ½ÚÅÄ£¬¼È1*5=5msOSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);
#endif  OS_CRITICAL_ENTER();    //½øÈëÁÙ½çÇø//´´½¨Ò»¸öÊÂ¼þ±êÖ¾×éOSFlagCreate((OS_FLAG_GRP*)&EventFlags,     //Ö¸ÏòÊÂ¼þ±êÖ¾×é(CPU_CHAR*    )"Event Flags", //Ãû×Ö(OS_FLAGS   )KEYFLAGS_VALUE,  //ÊÂ¼þ±êÖ¾×é³õÊ¼Öµ(OS_ERR*        )&err);           //´íÎóÂë//´´½¨Ö÷ÈÎÎñOSTaskCreate((OS_TCB*     )&Main_TaskTCB,       (CPU_CHAR*   )"Main task",        (OS_TASK_PTR )main_task,            (void*       )0,                    (OS_PRIO      )MAIN_TASK_PRIO,     (CPU_STK*    )&MAIN_TASK_STK[0], (CPU_STK_SIZE)MAIN_STK_SIZE/10, (CPU_STK_SIZE)MAIN_STK_SIZE,        (OS_MSG_QTY  )0,                    (OS_TICK      )0,                   (void*       )0,                    (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,(OS_ERR*     )&err);                      //´´½¨MSGDISÈÎÎñOSTaskCreate((OS_TCB*     )&Flagsprocess_TaskTCB,       (CPU_CHAR*   )"Flagsprocess task",        (OS_TASK_PTR )flagsprocess_task,            (void*    )0,                   (OS_PRIO      )FLAGSPROCESS_TASK_PRIO,     (CPU_STK*      )&FLAGSPROCESS_TASK_STK[0],   (CPU_STK_SIZE)FLAGSPROCESS_STK_SIZE/10, (CPU_STK_SIZE)FLAGSPROCESS_STK_SIZE,        (OS_MSG_QTY  )0,                    (OS_TICK      )0,                   (void*    )0,                   (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,(OS_ERR*    )&err);   OS_CRITICAL_EXIT(); //ÍË³öÁÙ½çÇøOSTaskDel((OS_TCB*)0,&err); //É¾³ýstart_taskÈÎÎñ×ÔÉí
}//Ö÷ÈÎÎñµÄÈÎÎñº¯Êý
void main_task(void *p_arg)
{u8 key,num;OS_FLAGS flags_num;OS_ERR err;while(1){key = KEY_Scan(0);  //É¨Ãè°´¼üif(key == KEY0_PRES){//ÏòÊÂ¼þ±êÖ¾×éEventFlags·¢ËÍ±êÖ¾flags_num=OSFlagPost((OS_FLAG_GRP*)&EventFlags,(OS_FLAGS    )KEY0_FLAG,(OS_OPT      )OS_OPT_POST_FLAG_SET,(OS_ERR*      )&err);LCD_ShowxNum(174,110,flags_num,1,16,0);printf("ÊÂ¼þ±êÖ¾×éEventFlagsµÄÖµ:%d\r\n",flags_num);}else if(key == KEY1_PRES){//ÏòÊÂ¼þ±êÖ¾×éEventFlags·¢ËÍ±êÖ¾flags_num=OSFlagPost((OS_FLAG_GRP*)&EventFlags,(OS_FLAGS      )KEY1_FLAG,(OS_OPT      )OS_OPT_POST_FLAG_SET,(OS_ERR*     )&err);LCD_ShowxNum(174,110,flags_num,1,16,0);printf("ÊÂ¼þ±êÖ¾×éEventFlagsµÄÖµ:%d\r\n",flags_num);}num++;if(num==50){num=0;LED0 = ~LED0;}OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err);   //ÑÓÊ±10ms}
}//ÊÂ¼þ±êÖ¾×é´¦ÀíÈÎÎñ
void flagsprocess_task(void *p_arg)
{u8 num;OS_ERR err; while(1){//µÈ´ýÊÂ¼þ±êÖ¾×éOSFlagPend((OS_FLAG_GRP*)&EventFlags,(OS_FLAGS )KEY0_FLAG+KEY1_FLAG,(OS_TICK     )0,(OS_OPT       )OS_OPT_PEND_FLAG_SET_ALL+OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME,(CPU_TS*     )0,(OS_ERR*        )&err);num++;LED1 = ~LED1;LCD_Fill(6,131,233,313,lcd_discolor[num%14]);printf("ÊÂ¼þ±êÖ¾×éEventFlagsµÄÖµ:%d\r\n",EventFlags.Flags);LCD_ShowxNum(174,110,EventFlags.Flags,1,16,0);}
}

main_task()函数为主任务的任务函数，函数里面主要是获取按键值，如果按下 KEY0 的话就调用 OSFlagPost()向事件标志组 EventFlags 发布标志 KEY0_FLAG，如果按下 KEY1 的话就向事件标志组 EventFlags 发布 KEY1_FLAG。在 main_task()函数中每调用一次 OSFlagPost()就在 LCD 上显示事件标志组 EventFlags 的当前值并且通过串口输出这个值，我们可以通过这个值的变化来观察事件标志组各个事件产生的过程。

flagsprocess_task()函数为事件标志组处理任务的任务函数，在这个函数中我们一直等待事
件标志组 Eventflags 中相应的事件发生，当等待的事件发生的话就刷新 LCD 下方方框的背景颜
色，并且控制 LED1 反转。

此时是没有现象的，当我们按下 KEY0 的时候

此时事件标志组 EventFlags 的值为 1，因为我们按下 KEY0 的话EventFlags 的 bit0 就会置 1，但是此时 KEY1 还没有按下因此下方方框内的背景还是为白色。此时我们再按下 KEY1 键

可以看出此时 EventFlags 的值为 0，这是因为我们按下 KEY1 后，任务flagsprocess_task 等待的事件都发生了就会刷新一次下方方框内背景，并且 LED1 会反转。我们在调用函数 OSFlagPend()的时候设定了参数 opt 为 OS_OPT_PEND_FLAG_SET_ALL 和OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME，因此会清除相应的标志的，因此此时的事件标志组的值就为 0 了。

注意！其实当我们按下 KEY1 的一瞬间事件标志组 EventFlags 的值应该为 3 的，但是很快会被任务 flagsprocess_task 刷新掉显示为 0，这个过程非常快，在 LCD 上是看不出来的，不过串口是可以看出来的