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RTOS-51实时操作系统 源程序

                Small RTOS(51) 1.10v 使用手册 

概述：
    Small RTOS是一个源代码公开的多任务实时操作系统，Small RTOS 51
是其在8051系列处理器上的移植（使用keil c51）。Small RTOS可以简化那
些复杂而且时间要求严格的工程的软件设计工作.本手册主要讲述Small RTOS
的使用，本说明了在8051系列处理器上使用应该注意的问题。同时讲述了
Small RTOS的移植。
    本手册仅针对Small RTOS(51) 1.10版本




Small RTOS的特点：
（1）公开源代码
    只要遵循许可协议，任何人可以免费获得源代码。
（2）可移植
    作者尽量使用把与CPU相关部分压缩到最小，与CPU无关部分用ansi c编
    写。
（3）可固化
    Small RTOS为嵌入系统设计，如果您有固化手段，它可以嵌入到您的产
    品中成为产品的一部分。
（4）占先式
    Small RTOS可以管理16个任务，每个任务优先级不同。
（5）中断管理
    中断可以使正在执行的任务挂起。如果优先级更高的任务被中断唤醒，则
    高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行。中断嵌套层数可达255
    层。如果需要，可以禁止中断嵌套管理。
（6）RAM需求小
    Small RTOS为小RAM系统设计，应而RAM需求小，相应的，系统服务也少。




Small RTOS的使用：
（1）系统配置：
    os_cfg.h中定义了一些常量可以配置系统，具体定义如下：

    #define OS_MAX_TASKS            4           /* 最大任务数1~16                                           */
    #define OS_TICKS_PER_SEC        10          /* 设置1秒系统系统节拍数                                    */
    #define EN_USER_TICK_TIMER      0           /* 禁止(0)或允许(1)系统定时中断调用用户函数UserTickTimer()  */
    #define EN_OS_INT_ENTER         1           /* 禁止(0)或允许(1)中断嵌套管理                             */
    #define EN_TIMER_SHARING        1           /* 禁止(0)或允许(1)定时器中断调用OSTimeTick()               */
    #define TICK_TIMER_SHARING      1           /* 定义进入多少次硬件中断为一次系统定时器软中断             */

    #define EN_OS_Q                 0           /* 禁止(0)或允许(1)消息队列                                 */
    #define EN_OS_Q_CHK             0           /* 禁止(0)或允许(1)校验消息队列指针                         */
    #define OS_Q_MEM_SEL            xdata       /* 消息队列存储空间选择，keil c51有用，必须为idata、xdata   */
                                                /* 不是keil c51时它必须为空格                               */
    #define EN_OS_Q_PENT            1           /* 禁止(0)或允许(1)等待队列中的消息                         */
    #define EN_OS_Q_ACCEPT          0           /* 禁止(0)或允许(1)无等待的从队列中取得消息                 */
    #define EN_OS_Q_POST            0           /* 禁止(0)或允许(1)FIFO方式相对列发送消息                   */
    #define EN_OS_Q_POST_FRONT      1           /* 禁止(0)或允许(1)LIFO方式相对列发送消息                   */
    #define EN_OS_Q_INT_POST        0           /* 禁止(0)或允许(1)中断中FIFO方式相对列发送消息             */
    #define EN_OS_Q_INT_POST_FRONT  1           /* 禁止(0)或允许(1)中断中LIFO方式相对列发送消息             */
    #define EN_OS_Q_NMsgs           1           /* 禁止(0)或允许(1)取得队列中消息数                         */
    #define EN_OS_Q_SIZE            0           /* 禁止(0)或允许(1)取得队列总容量                           */
    #define EN_OS_Q_FLUSH           0           /* 禁止(0)或允许(1)清空队列                                 */

    #define EN_OS_SEM               0           /* 禁止(0)或允许(1)信号量                                   */
    #define EN_OS_SEM_CHK           0           /* 禁止(0)或允许(1)校验信号量索引                           */
    #define OS_SEM_MEM_SEL          idata       /* 信号量储空间选择，keil c51有用，必须为idata、xdata       */
                                            /* 不是keil c51时它必须为空格                               */
    #define OS_MAX_SEMS             2           /* 最大信号量数目                                           */
    #define EN_OS_SEM_PENT          1           /* 禁止(0)或允许(1)等待信号量                               */
    #define EN_OS_SEM_ACCEPT        0           /* 禁止(0)或允许(1)无等待请求信号量                         */
    #define EN_OS_SEM_INT_POST      0           /* 禁止(0)或允许(1)中断中发送信号量                         */
    #define EN_OS_SEM_POST          1           /* 禁止(0)或允许(1)中发送信号量                             */
    #define EN_OS_SEM_QUERY         0           /* 禁止(0)或允许(1)查询信号量                               */

    //#define idata                               /* 非keil c51时必须加止这一句                               */


    #if EN_TIMER_SHARING == 0
    #define TIME_ISR_TASK_ID     SHOW_TASK_ID   /* 定义系统定时器软中断触发的任务ID                         */
    #endif

    Os_cpu.h中定义了一些常量可以配置一些与cpu相关的部分。
    针对Small RTOS 51,具体定义如下：

    #define EN_SP2        0                     /* 禁止(0)或允许(1)非屏蔽中断                               */
    #define  IDATA_RAM_SIZE  0x100              /* idata大小                                                */
    #define  Sp2Space       4                   /* 高级中断（软非屏蔽中断）堆栈大小 EN_SP2为0时无效         */
    #define OS_TIME_ISR     1                   /* 系统定时器使用的中断                                     */
    //
    SET_EA   MACRO                              ;打开所有允许中断
             SETB     EA
         ENDM

（2）与编译器无关的数据类型
    为了便于移植，Small RTOS定义了6种数据类型，它在Os_cpu.h定义。
    针对Small RTOS 51,具体定义如下：
    
    typedef unsigned char  uint8;                                   /* 定义可移植的无符号8位整数关键字            */
    typedef signed   char  int8;                                    /* 定义可移植的有符号8位整数关键字            */
    typedef unsigned int   uint16;                                  /* 定义可移植的无符号16位整数关键字           */
    typedef signed   int   int16;                                   /* 定义可移植的有符号16位整数关键字           */
    typedef unsigned long  uint32;                                  /* 定义可移植的无符号32位整数关键字           */
    typedef signed   long  int32;                                   /* 定义可移植的有符号32位整数关键字           */
    
（3）运行Small RTOS
    在main函数中调用OSStart()后系统开始运行，OSStart()结束后运行
    优先级为0的任务。
    注意：在调用OSStart()前不要使能总中断标志，系统会自动使能这个
    标志，对于8051系列，这个标志为EA。
（4）建立任务：
    Small RTOS使用静态方法建立任务，在config.h中有这样一段代码：

   #ifdef IN_OS_CPU_C 
   extern void TaskA(void);
   extern void TaskB(void);
   extern void TaskC(void);
   void  (* const TaskFuction[OS_MAX_TASKS])(void)={TaskA,TaskB,TaskC};
   //函数数组TaskFuction[]保存了各个任务初始PC指针,其按任务ID(既优先级次序)顺序保存
   #endif
   
    用户只要定义好OS_MAX_TASKS,TaskFuction[],任务将自动运行。其
    中TaskA等为任务对应函数。
    注意：ID为0的任务为最高优先级任务,系统运行后首先执行它。
（5）删除任务
    Small RTOS 1.10版不允许删除任务，因此，每个任务必须为无限循环
    结构。
（6）任务睡眠
    任务可以调用OSWait()使自己睡眠，其原型如下：
    
    unsigned char OSWait(uint8 typ, uint8 ticks);

    功能描述: 系统等待函数,任务调用此函数可以等待一定时间或信号
    输入: typ: 等待事件类型,目前可以取以下值,或是其中任意个值的按位或
              K_SIG: 等待信号
              K_TMO: 等待超时    
         ticks : 等待超时时的系统节拍数
    输出 : NOT_OK : 参数错误
          TMO_EVENT : 超时到
          SIG_EVENT : 有信号
    如果任务等待信号,另一个任务可以调用OSSendSignal()使其进入就
    绪状态，其原型如下：
   
    void OSSendSignal(uint8 TaskId);
 
    功能描述: 中断中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
    输　入: TaskId : 任务ID
    输　出: 无
    中断调用OSIntSendSignal()也可以唤醒睡眠任务，其原型如下：
   
    void OSIntSendSignal(uint8 TaskId);

    功能描述: 任务中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
    输　入: TaskId : 任务ID
    输　出: 无
    
    用户调用OSQPend和OSSemPend时也可能使任务睡眠，可参见相应章节。    
（7）优先级最低的任务
    优先级最低的任务必须一直处于就绪状态，不允许调用OSWait等可能
    使自己进入休眠状态的函数。
（8）消息队列和信号量
    Small RTOS使用简化的消息队列，实质上出队入队的均为uint8类型
    变量，而不是指针。消息队列和信号量的使用请参见示例及Small 
    RTOS的系统调用。
（9）Small RTOS 51 任务特殊处
    由于keil c51由于keil c51默认不支持重入函数,它的重入函数使用
    仿真的重入栈而不使用系统栈,而Small RTOS 51没有进行重入栈管
    理，因此，用户应该保证各个任务的局部变量不会互相覆盖(方法后
    面有介绍)，并且不定义重入函数。
（10）中断程序编制
    keil c51 例子如下：
    
    #if EN_OS_INT_ENTER >0 
    #pragma disable                                        /* 除非最高优先级中断或是不需要系统管理的中断，否则，必须加上这一句  */
    #endif
        void OSTickISR(void) interrupt USER_ISR

    {
        #if EN_OS_INT_ENTER >0 
            OS_INT_ENTER();                                /* 中断开始处理                                                      */
        #endif
        
        /*用户代码在这*/
        
        OSIntExit();                                       /* 中断结束处理，                                                    */
    }

        
    在其它CPU中，#pragma disable不是必须的,但是可能需要自己在
    OS_INT_ENTER()之前保存任务环境。如果某个中断不需要OS管理，
    则可以自由编写。




Small RTOS的系统调用：
（1）OSVersion()
    宏,返回Small RTOS版本号*100
（2）OSRunningTaskID()
    宏,返回当前正在运行的任务ID
（3）OSWait()
    原型:uint8 OSWait(uint8 typ, uint8 ticks);
    功能描述: 系统等待函数,任务调用此函数可以等待一定时间或信号
    输　入: typ: 等待事件类型,目前可以取以下值,或是其中任意个值的按位或
                K_SIG: 等待信号
                K_TMO: 等待超时    
           ticks : 等待超时时的系统嘀嗒数
    输　出 : NOT_OK : 参数错误
            TMO_EVENT : 超时到
            SIG_EVENT : 有信号
    全局变量: OSWaitTick
    调用模块: OSIntSendSignal    
（4）OSSendSignal()
    原型:void OSSendSignal(uint8 TaskId)    
    功能描述: 任务中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
    输　入: TaskId : 任务ID
    输　出: 无
    全局变量: OSTaskRuning
    调用模块: OSSched    
（5）OSIntSendSignal()
    原型:void OSIntSendSignal (uint8 TaskId);
    功能描述: 中断中给指定任务发送信号,既使指定任务就绪
    输　入: TaskId : 任务ID
    输　出: 无
    全局变量: OSTaskRuning
    调用模块: 无
（6）OSQCreate()
    原型:uint8 OSQCreate(uint8 OS_Q_MEM_SEL *Buf, uint8 SizeOfBuf);
    功能描述: 初始化消息队列
    输　入: Buf:为队列分配的存储空间地址
            SizeOfBuf:为队列分配的存储空间大小
    输　出: NOT_OK:参数错误
            OS_Q_OK:成功
    全局变量: 无
    调用模块: 无
（7）OSQPend()
    原型:uint8 OSQPend(uint8 idata *Ret, uint8 OS_Q_MEM_SEL *Buf, uint8 Tick);
    功能描述: 等待消息队列中的消息
    输　入: Ret:返回的消息
            Buf:指向队列的指针
            Tick:等待时间