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单片机C语言参考程序

                Small RTOS(51) v1.20.0 使用手册（简化版） 

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) 1.20版本



从v1.12.1升级到v1.20.0
本节说明用户程序如果以前使用的是v1.12.1，如何改动用户程序以便使用v1.20.0版本
1、os_cfg.h
   1）删除宏EN_OS_INT_ENTER、EN_OS_Q_INT_POST、EN_OS_Q_INT_POST_FRONT、
      和EN_OS_SEM_INT_POST的定义
   2）适当改变宏EN_OS_SEM_POST、EN_OS_Q_POST和EN_OS_Q_POST_FRONT的定义
   3）添加宏OSWait_EN的定义并将其定义为1
   
2、os_cpu.h（仅相对于51的移植）
   以新的os_cpu.h的例子为蓝本，将老的的os_cpu.h中EN_SP2、
   OS_INT_ENTER()、OS_ENTER_CRITICAL()、OS_EXIT_CRITICAL()、
   IDATA_RAM_SIZE、Sp2Space、OS_TIME_ISR和SET_EA的设置复制到
   新的os_cpu.h中
     
3、函数main()
   1）在函数最开始的位置调用函数OSInit()
   2）在程序
“
    OSStart();
”    
    前多次调用函数OSTaskCreate()建立所有任务，例：
“
    OSTaskCreate(TimeSum,    NULL,             3);
                ^^^^^^^^     ^^^^              ^^
                任务函数名   重入栈位置，为空   在数组TaskFuction的位置，即优先级
”
   3）用下列程序语句();
“
     while(1)
     {
         PCON = PCON | 0x01;                     /* CPU进入休眠状态 */
     }
”    
     替换程序
“    
     OSStart();
”     
4、config.h
   删除数组TaskFuction及相关定义
   
5、中断函数
   删除
“   
   #if EN_OS_INT_ENTER >0
”   
   及对应的
“   
   #endif
”   
   但不删除这两句中间的内容。
    
6、禁止覆盖（仅相对于51的移植）
   将?CO?OS_CPU_C该为main




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17个任务，用户最多可以使用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，也就是实际任务数                         */
    #define OS_TICKS_PER_SEC        10          /* 声明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_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 OSWait_EN               1           /* 禁止(0)或允许(1)调用兼容函数OSWait  */

    #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 EN_OS_MEM               0           /* 禁止(0)或允许(1)动态内存分配                             */
    #define EN_OS_MEM_FREE          0           /* 禁止(0)或允许(1)释放动态分配的内存                        */
    #define EN_OS_MEM_CHK           1           /* 禁止(0)或允许(1)内存回收时验证内存块是否有效               */
    #define EN_UserMemChkErr        0           /* 禁止(0)或允许(1)内存回收验证出错调用用户函数UserMemChkErr   */

    #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  OS_ENTER_CRITICAL()  EA = 0,Os_Enter_Sum++             /* 关中断                                     */
    #define  OS_EXIT_CRITICAL()   if (--Os_Enter_Sum==0) EA = 1     /* 开中断                                     */
    /* 以上两句仅可以改变“EA = ? ”部分 */
    
    #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OSInit()后系统开始运行。OSInit();一般是main()函数
    的第一句。main()函数将作为系统优先级最低的任务运行，它负责至少建立
    一个用户任务。在最后它是一个是循环，一般是循环使CPU进入Idle状态。
    注意：main函数不能有放弃CPU的企图。
    
（4）建立任务：
     用户程序通过调用函数OSTaskCreate()建立任务。


（5）删除任务
     用户程序通过调用函数OSTaskDel()删除任务。


（6）任务睡眠
    任务可以调用OSTaskSuspend()使自己睡眠.
    
（7）信号量
    在Small RTOS中，用一个0到（OS_MAX_SEMS-1）的值做索引标识一个信
    号量，所有对信号量的访问都通过它访问。Small RTOS在使用一个信号量
    之前，首先要初始化该信号量,也即调用OSSemCreate()函数，对信号量
    的初始计数值赋值，该初始值为0到255之间的一个数。如果信号量是用来
    表示一个或者多个事件的发生，那么该信号量的初始值应设为0。如果信号
    量是用于对共享资源的访问，那么该信号的初始值应设为1（例如，把它当
    作二值信号量使用）。最后，如果该信号量是用来表示允许任务访问n个
    相同的资源，那么该初始值显示应该是 n，并把该信号量作为一个可计数
    的信号量使用。
    信号量使用的内存空间由用系统分配。
    
（8）消息队列
    与一般的RTOS不同，Small RTOS的消息队列是以字节变量（uint8型变
    量，范围为0到255）作为消息，而不是以指针指向的内容作为消息。也就
    是说，消息队列发送一个消息实质是将一个0到255的数值存到消息队列中，
    而不是将一个指针存到消息队列中。类似的，从消息队列中获得一个消息
    就是得到一个范围为0到255的值。这个0到255的值用户可以任意解释。如
    果用户确实需要多个字节作为一个整体传递，可以有两个方法：一是消息
    队列仅仅传递数据的索引，真实数据放在另外的地方；一是一次向消息队
    列中发送多个消息。
    消息队列使用的内存空间由用户分配。

（9）动态内存分配
    使用与C语言的动态内存分配相似的方法分配和释放内存。注意：必须先
    调用函数OSMemInit()初始化后才可以使用本模块。

（10）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可选则是否对重入栈
    进行管理，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。
    
（11）中断程序编制
    keil c51 例子如下：
    
    #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  */
        void OSTickISR(void) interrupt USER_ISR

    {
            OS_INT_ENTER();                                /* 中断开始处理                                                      */
        
        /*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
 其它参考各个头文件。




Small RTOS的移植：
  给出两个移植实例，读者可以参考V1.12.1的使用手册和两个实例进行移植。
        
        
            
Small RTOS 51(for keil)的特殊说明：
  参考V1.12.1版本的使用手册的这一部分。
  唯一要注意的是这个版本可以选择是否管理了重入栈。
  如果管理了重入栈，这以reentrant定义的函数可以被分配了重入栈空间的所
  有任务调用，当然条件是它本身是可重入的。
  



      
      
  其它注意事项
      1、通过调用系统函数进行任务切换，保存任务环境需要RAM空间为（2+到
         OSSched时的调用层次*2）字节。通过中断进行任务切换保存任务环境
         需要RAM空间为（中断发生时堆栈使用量+15）字节，这15字节包括
         R0~R7,ACC,B,PSW,DPH,DPL和返回地址。而8051系列idata小（51只
         有128字节，52只有256字节），因此，当任务较多时，应该避免过多
         的通过中断进行任务切换。
      2、OS_CPU.H 中的IDATA_RAM_SIZE应当与实际的idata相同。
      3、系统栈还是用V1.12.1相同的方式管理，任务环境保存到系统栈中。