四极管：占先式内核完善的任务之AVR

来源：互联网发布：ipad登qq游戏网络异常编辑：程序博客网时间：2024/05/18 02:22
#include <avr/io.h> #include <avr/Interrupt.h> unsigned char Stack[400]; register unsigned char OSRdyTbl          asm("r2");    //任务运行就绪表 register unsigned char OSTaskRunningPrio asm("r3");    //正在运行的任务 register unsigned char IntNum            asm("r4");     //中断嵌套计数器 //只有当中断嵌套数为0，并且有中断要求时，才能在退出中断时，进行任务调度 register unsigned char OSCoreState       asm("r16"); // 系统核心标志位 ,R16 编译器没有使用 //只有大于R15的寄存器才能直接赋值 例LDI R16,0x01 //0x01 正在任务 切换  0x02 有中断要求切换 #define OS_TASKS 3                    //设定运行任务的数量 struct TaskCtrBlock {   unsigned int OSTaskStackTop;  //保存任务的堆栈顶   unsigned int OSWaitTick;      //任务延时时钟 } TCB[OS_TASKS+1]; //防止被编译器占用 //register unsigned char tempR4  asm("r4"); register unsigned char tempR5  asm("r5"); register unsigned char tempR6  asm("r6"); register unsigned char tempR7  asm("r7"); register unsigned char tempR8  asm("r8"); register unsigned char tempR9  asm("r9"); register unsigned char tempR10 asm("r10"); register unsigned char tempR11 asm("r11"); register unsigned char tempR12 asm("r12"); register unsigned char tempR13 asm("r13"); register unsigned char tempR14 asm("r14"); register unsigned char tempR15 asm("r15"); //register unsigned char tempR16 asm("r16"); register unsigned char tempR16 asm("r17"); //建立任务 void OSTaskCreate(void (*Task)(void),unsigned char *Stack,unsigned char TaskID) {   unsigned char i;                        *Stack--=(unsigned int)Task>>8;    //将任务的地址高位压入堆栈，   *Stack--=(unsigned int)Task;         //将任务的地址低位压入堆栈，        *Stack--=0x00;                     //R1 __zero_reg__               *Stack--=0x00;                     //R0 __tmp_reg__   *Stack--=0x80;                                         //SREG 在任务中，开启全局中断           for(i=0;i<14;i++)    //在 avr-libc 中的 FAQ中的 What registers are used by the C compiler?     *Stack--=i;                    //描述了寄存器的作用       TCB[TaskID].OSTaskStackTop=(unsigned int)Stack;    //将人工堆栈的栈顶，保存到堆栈的数组中   OSRdyTbl|=0x01<<TaskID;      //任务就绪表已经准备好 } //开始任务调度,从最低优先级的任务的开始 void OSStartTask(void)         {   OSTaskRunningPrio=OS_TASKS;   SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17;   __asm__ __volatile__(    "reti"       " \t"  );  } //进行任务调度 void OSSched(void) {    __asm__ __volatile__("LDI  R16,0x01              \t");     //清除中断要求任务切换的标志位,设置正在任务切换标志位   __asm__ __volatile__("SEI                        \t");         //开中断,因为如果因中断在任务调度中进行,要重新进行调度时，已经关中断    //  根据中断时保存寄存器的次序入栈，模拟一次中断后，入栈的情况     __asm__ __volatile__("PUSH __zero_reg__          \t");  //R1   __asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__           \t");  //R0    __asm__ __volatile__("IN   __tmp_reg__,__SREG__  \t");  //保存状态寄存器SREG   __asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__           \t");   __asm__ __volatile__("CLR  __zero_reg__          \t");  //R0重新清零   __asm__ __volatile__("PUSH R18                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R19                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R20                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R21                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R22                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R23                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R24                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R25                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R26                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R27                   \t");   __asm__ __volatile__("PUSH R30                   \t");       __asm__ __volatile__("PUSH R31                   \t");        __asm__ __volatile__("Int_OSSched:               \t");  //当中断要求调度，直接进入这里   __asm__ __volatile__("SEI                        \t");      //开中断,因为如果因中断在任务调度中进行，已经关中断    __asm__ __volatile__("PUSH R28                   \t");  //R28与R29用于建立在堆栈上的指针   __asm__ __volatile__("PUSH R29                   \t");  //入栈完成        TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop=SP;           //将正在运行的任务的堆栈底保存   unsigned char OSNextTaskPrio;                            //在现有堆栈上开设新的空间    for (OSNextTaskPrio = 0;                                 //进行任务调度     OSNextTaskPrio < OS_TASKS && !(OSRdyTbl & (0x01<<OSNextTaskPrio));      OSNextTaskPrio++);     OSTaskRunningPrio = OSNextTaskPrio ;   cli();  //保护堆栈转换   SP=TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop;   sei();        //根据中断时的出栈次序       __asm__ __volatile__("POP  R29                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R28                   \t");           __asm__ __volatile__("POP  R31                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R30                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R27                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R26                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R25                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R24                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R23                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R22                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R21                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R20                   \t");       __asm__ __volatile__("POP  R19                   \t");   __asm__ __volatile__("POP  R18                   \t");   __asm__ __volatile__("POP  __tmp_reg__           \t");      //SERG 出栈并恢复   __asm__ __volatile__("OUT  __SREG__,__tmp_reg__  \t");      //   __asm__ __volatile__("POP  __tmp_reg__           \t");      //R0 出栈   __asm__ __volatile__("POP  __zero_reg__          \t");      //R1 出栈   //中断时出栈完成   __asm__ __volatile__("CLI                        \t");  //关中断       __asm__ __volatile__("SBRC R16,1                 \t");  //SBRC当寄存器位为0刚跳过下一条指令   //检查是在调度时，是否有中断要求任务调度 0x02是中断要求调度的标志位   __asm__ __volatile__("RJMP OSSched               \t");  //重新调度   __asm__ __volatile__("LDI  R16,0x00              \t");     //清除中断要求任务切换的标志位,清除正在任务切换标志位   __asm__ __volatile__("RETI                       \t");     //返回并开中断 } //从中断退出并进行调度 void IntSwitch(void) {       //当中断无嵌套，并且没有在切换任务的过程中，直接进行任务切换   if(OSCoreState == 0x02 && IntNum==0)    {     //进入中断时，已经保存了SREG和R0,R1,R18~R27,R30,R31     __asm__ __volatile__("POP  R31                   \t");  //去除因调用子程序而入栈的PC     __asm__ __volatile__("POP  R31                   \t");     __asm__ __volatile__("LDI  R16,0x01              \t");       //清除中断要求任务切换的标志位,设置正在任务切换标志位     __asm__ __volatile__("RJMP Int_OSSched           \t");  //重新调度   } } ////////////////////////////////////////////任务处理 //挂起任务 void OSTaskSuspend(unsigned char prio)  {   TCB[prio].OSWaitTick=0;   OSRdyTbl &= ~(0x01<<prio); //从任务就绪表上去除标志位   if(OSTaskRunningPrio==prio)  //当要挂起的任务为当前任务     OSSched();               //从新调度 } //恢复任务 可以让被OSTaskSuspend或 OSTimeDly暂停的任务恢复 void OSTaskResume(unsigned char prio) {   OSRdyTbl |= 0x01<<prio;    //从任务就绪表上重置标志位     TCB[prio].OSWaitTick=0;        //将时间计时设为0,到时   if(OSTaskRunningPrio>prio)   //当要当前任务的优先级低于重置位的任务的优先级     OSSched();               //从新调度              //从新调度 } // 任务延时 void OSTimeDly(unsigned int ticks) {   if(ticks)                             //当延时有效   {     OSRdyTbl &= ~(0x01<<OSTaskRunningPrio);              TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=ticks;     OSSched();                          //从新调度   } } //信号量 struct SemBlk {   unsigned char OSEventType;     //型号 0,信号量独占型；1信号量共享型    unsigned char OSEventState;    //状态 0,不可用;1,可用   unsigned char OSTaskPendTbl;   //等待信号量的任务列表 } Sem[10]; //初始化信号量 void OSSemCreat(unsigned char Index,unsigned char Type) {   Sem[Index].OSEventType=Type;  //型号 0,信号量独占型；1信号量共享型    Sem[Index].OSTaskPendTbl=0;   Sem[Index].OSEventState=0; } //任务等待信号量,挂起 //当Timeout==0xffff时，为无限延时 unsigned char OSTaskSemPend(unsigned char Index,unsigned int Timeout) {   //unsigned char i=0;   if(Sem[Index].OSEventState)                      //信号量有效   {      if(Sem[Index].OSEventType==0)                  //如果为独占型     Sem[Index].OSEventState = 0x00;                //信号量被独占，不可用   }   else   {                                                //加入信号的任务等待表     Sem[Index].OSTaskPendTbl |= 0x01<<OSTaskRunningPrio;      TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=Timeout;    //如延时为0，刚无限等待     OSRdyTbl &= ~(0x01<<OSTaskRunningPrio);       //从任务就绪表中去除         OSSched();   //从新调度     if(TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick==0 )     //超时，未能拿到资源           return 0;           }   return 1; } //发送一个信号量，可以从任务或中断发送 void OSSemPost(unsigned char Index) { if(Sem[Index].OSEventType)                //当要求的信号量是共享型   {     Sem[Index].OSEventState=0x01;           //使信号量有效     OSRdyTbl |=Sem [Index].OSTaskPendTbl;   //使在等待该信号的所有任务就绪     Sem[Index].OSTaskPendTbl=0;             //清空所有等待该信号的等待任务   }     else                                       //当要求的信号量为独占型   {           unsigned char i;     for (i = 0; i < OS_TASKS && !(Sem[Index].OSTaskPendTbl & (0x01<<i));  i++);     if(i < OS_TASKS)                       //如果有任务需要     {       Sem[Index].OSTaskPendTbl &= ~(0x01<<i); //从等待表中去除       OSRdyTbl |= 0x01<<i;                     //任务就绪     }     else     {       Sem[Index].OSEventState =1;        //使信号量有效     }   } } //从任务发送一个信号量，并进行调度 void OSTaskSemPost(unsigned char Index)  {   OSSemPost(Index);   OSSched();    } //清除一个信号量,只对共享型的有用。 //对于独占型的信号量，在任务占用后，就交得不可以用了。  void OSSemClean(unsigned char Index) {   Sem[Index].OSEventState =0;          //要求的信号量无效 } void TCN0Init(void)    // 计时器0 {   TCCR0 = 0;   TCCR0 |= (1<<CS02);  // 256预分频   TIMSK |= (1<<TOIE0); // T0溢出中断允许                     TCNT0 = 100;         // 置计数起始值      } SIGNAL(SIG_OVERFLOW0) {   IntNum++;     //中断嵌套+1   sei();  //在中断中，重开中断        unsigned char i;   for(i=0;i<OS_TASKS;i++)        //任务时钟   {     if(TCB[i].OSWaitTick && TCB[i].OSWaitTick!=0xffff)      {       TCB[i].OSWaitTick--;       if(TCB[i].OSWaitTick==0)         //当任务时钟到时,必须是由定时器减时的才行       {           OSRdyTbl |= (0x01<<i);         //使任务可以重新运行         OSCoreState|=0x02;         //要求任务切换的标志位       }     }   }   TCNT0=100;   cli();   IntNum--;               //中断嵌套-1   IntSwitch();         //进行任务调度 } unsigned char __attribute__ ((progmem)) proStrA[]="Task                       "; unsigned char strA[20]; SIGNAL(SIG_UART_RECV)        //串口接收中断 {   strA[0]=UDR; } /////////////////////////////////////串口发送 unsigned char *pstr_UART_Send; unsigned int  nUART_Sending=0; void UART_Send(unsigned char *Res,unsigned int Len)    //发送字符串数组 {   if(Len>0)   {     pstr_UART_Send=Res;    //发送字串的指针     nUART_Sending=Len;    //发送字串的长度     UCSRB=0xB8;                    //发送中断使能   } } //SIGNAL 在中断期间，其它中断禁止 SIGNAL(SIG_UART_DATA)       //串口发送数据中断 {   IntNum++;     //中断嵌套+1,不充许中断   if(nUART_Sending)                    //如果未发完   {     UDR=*pstr_UART_Send;        //发送字节     pstr_UART_Send++;                //发送字串的指针加1     nUART_Sending--;                //等待发送的字串数减1   }   if(nUART_Sending==0)            //当已经发送完   {         OSSemPost(0);     OSCoreState|=0x02;      //要求任务切换的标志位     UCSRB=0x98;       }   cli();                        //关发送中断   IntNum--;       IntSwitch(); //进行任务调度 } void UARTInit(void)    //初始化串口 { #define fosc 8000000 //晶振8  MHZ UBRRL=(fosc/16/(baud+1))%256; #define baud 9600     //波特率   OSCCAL=0x97;          //串口波特率校正值，从编程器中读出   //UCSRB=(1<<RXEN)|(1<<TXEN);//允许发送和接收   UCSRB=0x98;   //UCSRB=0x08;   UBRRL=(fosc/16/(baud+1))%256;   UBRRH=(fosc/16/(baud+1))/256;   UCSRC=(1<<URSEL)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0);//8位数据+1位STOP位   UCSRB=0xB8;   UDR=0; } //打印unsigned int 到字符串中 00000 void strPUT_uInt(unsigned char *Des,unsigned int i) {   unsigned char j;   Des=Des+4;   for(j=0;j<5;j++)   {     *Des=i%10+'0';     i=i/10;     Des--;   } } void strPUT_Star(unsigned char *Des,unsigned char i) {   unsigned char j;   for(j=0;j<i;j++)   {     *Des++='*';   }   *Des++=13; } unsigned int strPUT_TaskState(unsigned char *Des,                               unsigned char TaskID,                   unsigned char Num) {   //unsigned int i=0;   *(Des+4)='0'+TaskID;   strPUT_uInt(Des+6,Num);   strPUT_Star(Des+12,TaskID);   return 12+TaskID+1; } void Task0(void) {   unsigned int j=0;   while(1)   {                 PORTB=j++;                 if(OSTaskSemPend(0,0xffff))     {       unsigned int m;       m=strPUT_TaskState(strA,OSTaskRunningPrio,j);       UART_Send(strA,m);     }     OSTimeDly(200);   } } void Task1(void) {   unsigned int j=0;   while(1)   {     PORTC=j++;     if(OSTaskSemPend(0,0xffff))     {       unsigned int m;       m=strPUT_TaskState(strA,OSTaskRunningPrio,j);       UART_Send(strA,m);     }     OSTimeDly(100);   } } void Task2(void) {   unsigned int j=0;   while(1)   {     if(OSTaskSemPend(0,0xffff))     {       unsigned int m;       m=strPUT_TaskState(strA,OSTaskRunningPrio,j);       UART_Send(strA,m);     }     PORTD=j++;      OSTimeDly(50);     } } void TaskScheduler(void) {    OSSched();    while(1)   {           } } int main(void) {           strlcpy_P(strA,proStrA,20);   UARTInit();   TCN0Init();   OSRdyTbl=0;   IntNum=0;   OSTaskCreate(Task0,&Stack[99],0);   OSTaskCreate(Task1,&Stack[199],1);   OSTaskCreate(Task2,&Stack[299],2);   OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[399],OS_TASKS);   OSStartTask(); }
转载请注明出处。作者：四极管。广西师范大学电子工程学院大学生科技创新基地邮箱： yangxingbo-0311@163.com。
四极管：占先式内核 完善的任务 之AVR

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