UART0串口编程（六）：串口(UART0)之UC/OS（二）UC/OS下的串口接收任务编程

串口(UART0)之UC/OS（二）

一．串口接收数据在UC/OS设计中应注意的问题

1. 串口通信的数据接收过程：

1> UART 接收FIFO接收到预定字节后触发中断

2> ISR读取接收到的内容并保存

3> 经过一次或若干次ISR完成一个通信帧的接收（拼装通信帧）

4> 处理和解释通信内容

5> 根据处理结果触发其他任务

2. 串口数据接收程序设计时，应该考虑的问题：

1>即使以上的操作过程很简单，也最好不要把它全部安排在ISR中完成，如果放在一起的话，就会给UART0通信带来危机（此处具体请看前面的文章）。

2>所以要安排一个与ISR关联的“串口接收”任务来完成后面的工作。再创建一个帧缓冲区。在接收的过程中，将接收到的内容写入帧缓冲区。接收完一帧后，处理和解释过程需要读帧缓冲区的内容。

3>将写帧缓冲区的操作安排在ISR中完成，读帧缓冲去的操作安排在串口接收任务中完成。

4>由于ISR和串口接收任务是并发程序单元，存在资源同步问题，故需要对帧缓冲区进行互斥访问。

二．设计ISR与串口接收任务之间的通信方法：

1. ISR的主要功能是响应异步事件，该异步事件将触发一系列操作。ISR设计的基本原则是：尽可能简短。

2.ISR与关联任务的通信方式有两种类型：信号型和数据型。

1>当使用信号量进行通信时，ISR只完成发送信号量的工作，表示事件已经发生，通过信号量的同步功能触发关联任务。

2>当使用数据进行通信时，ISR需要完成对异步事件的信息进行采集工作，然后使用消息邮箱（或消息队列）将数据发送给关联任务，由关联任务完成后续数据处理工作。

3>做项目时常见的三种情况：

Ø 触发ISR的事件不包含数据：不需要对事件进行信息采集。此时，ISR使用信号量与关联任务进行通信。

Ø 触发ISR的事件是包含数据的低频事件：将数据采集的工作放在关联任务中完成，（产生的时刻延迟与采样周期相比可以忽略不计，对采集数据的质量没有影响。此时，ISR使用信号量与关联任务进行通信，从而简化了ISR。

Ø 触发ISR的事件是包含数据的中高频事件：数据采集的工作放在关联任务中完成时，产生的时延与采样周期相比不能忽略不计时，对采样数据的质量有影响。此时，关联任务从消息邮箱中得到消息的数据，并完成后续处理工作。

Ø 触发ISR的事件是包含数据的非周期高频率事件:对于非周期高频事件，其最短事件间隔可能小于一个事件数据处理的耗时，如果使用消息邮箱进行通信，就可能会出现数据丢失现象。此时，数据采集的工作应该在ISR中完成，由ISR使用具有数据缓冲功能的消息队列与关联任务进行通信。关联任务从消息队列中得到消息的数据，并完成后续处理工作。

注意：具体采用那一种方式来实现ISR与串口接收任务之间的通信要视具体情况而定。

以下用信号量和消息队列两种方式来实现串口接收编程

三． UC/OS串口接收数据编程

通过一个程序来分析UC/OS串口接收数据设计和实现

程序设计目标：

用串口中断接收上位机发送的8字节数据，再把它们传送给上位机。

u 用信号量的方式

1.系统有那些任务组成

1> 启动任务

2> 接收任务

3> 接收中断服务例程

4> 发送任务

2.各任务之间的关系

3.启动任务流程：

l 定义各种通信工具（例如：信号量）

l 系统硬件初始化

l 初始化UART0

l 创建各个任务

l 创建各种通信工具

l 删除自己

程序：

/**********************************************************************                            Task0（启动任务）********************************************************************/void Task0    (void *pdata){pdata = pdata;              TargetInit();                         //硬件初始化                                                UART0_Init(115200);                 //初始化串口Sem_SendFlag   =  OSSemCreate(0);  //创建发送信号量Sem_StartFlag  =  OSSemCreate(1);   //创建开始信号量OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],4);  //创建接收任务OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[TaskStkLengh - 1],5);  //创建发送任务OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);           //删除自己  }

4.接收任务流程

l 等待开始信号量

l 处理和解释通信内容（本程序较简单，不涉及）

程序：

/********************************************************************Task1（接收任务）********************************************************************/void Task1     (void *pdata){uint8 err;pdata = pdata;while(1){OSSemPend(Sem_StartFlag,0,&err);  //等带开始信号量//以下可以根据具体业务来编写处理和解释通信内容}}

5.串口中断接收流程：

l 关中断

l 清除串口中断标志位

l 清除中断控制寄存器

l 接收数据放入缓冲区

l 开中断

l 发送发送信号量

程序：

/*********************************************************** 名    称：           UART0_Exception* 功    能：           串口接收中断* 入口参数：           无* 出口参数：        无**********************************************************/void  UART0_Exception(void){uint8 i;uint32 data;OS_ENTER_CRITICAL();data = U0IIR;                            //清除中断表示寄存器标志VICVectAddr = 0;                         //清除中断for(i=0; i<8; i++){rcv_buf[i] = U0RBR;        // 读取FIFO的数据}OS_EXIT_CRITICAL();OSSemPost(Sem_SendFlag);          //发送发送信号量}

6.发送任务流程

l 等待发送信号量

l 发送数据

l 发送开始信号量

程序:

/************************************************************                            Task2（发送任务）**********************************************************/void Task2    (void *pdata){uint8 i,err;pdata = pdata;while(1){OSSemPend(Sem_SendFlag,0,&err);       //等待发送信号量for(i = 0;i < 8; i++)UART0_SendByte(rcv_buf[i]);    //通过轮训方式来发送串口数据OSSemPost(Sem_StartFlag);           //发送开始信号量}                   }

发送数据函数：

/*********************************************************** 名    称：            UART0_SendByte* 功    能：            向串口发送字节数据，并等待发送完毕。* 入口参数：            data              要发送的数据* 出口参数：            无**********************************************************/void   UART0_SendByte(uint8 data){U0THR = data;                while(0 == (U0LSR & 0x40));}

u 用消息队列接收数据的方式

1. 系统有那些任务组成

1>启动任务

2>接收任务(中调用一个接受处理函数)

3>接收中断服务例程

4>发送任务

2. 各任务之间的关系