freertos操作系统串口中断发送数据接收数据问题 (amobbs.com 阿莫电子技术论坛) -

其实很简单 发表于 2018-3-24 15:50:27

freertos操作系统串口中断发送数据接收数据问题

最近刚开始上手操作系统，以前都是裸跑。有一点疑问请大家帮忙指点一下。
在FreeRtos中串口中断接收数据。在中断函数里用中断队列发送函数发送数据到队列里，接收任务用队列中断接收函数接收函数完成一次完整的数据传输。
不过我查看了几个FREERTOS历程后，发现是没有用队列函数，只是按照裸跑程序来用一个固定长度的全局变量来实现数据的传输。
到底大家在平时使用时，用那种方式来实现中断任务里数据的传输？

凌海滨 发表于 2018-3-24 15:53:31

邮箱.xSemaphoreGiveFromISR( s_xSemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken );

凌海滨 发表于 2018-3-24 15:55:38

编写USART驱动程序
我们将需要USART功能来以便捷的方式调试和显示信息。所以首先我们需要可以在任务中使用的驱动程序。使用USART可能是最方便的方式是通过队列发送消息。这样，任何任务都可以通过使用消息传递服务直接访问外设来添加与USART的通信。所以我们要实现两个队列 - 一个用于TX，另一个用于RX频道。

//receive and transmit queues

xQueueHandlexRxedChars=NULL;

xQueueHandlexCharsForTx=NULL;
然后在USART初始化期间，我们创建队列。

xRxedChars=xQueueCreate(uxQueueLength,(signedchar)sizeof(signedchar));

xCharsForTx=xQueueCreate(uxQueueLength,(signedchar)sizeof(signedchar));
队列长度在USART初始化时给出（在我们的例子中为30）。现在队列准备就绪时，它们可以用来与USART进行通信。通过两个自定义函数来放入和读取队列中的消息，使生活更轻松：

portBASE_TYPE xUSART0PutChar(unsigned char cOutChar)
{
//Return false if after the block time there is no room on the Tx queue.
if( xQueueSend( xCharsForTx, &cOutChar, xBlockTime ) != pdPASS )
{
   return pdFAIL;
}
//enable usart UDRE interrupt to transmit
prvUDRIE0InterruptOn();
return pdPASS;
}
portBASE_TYPE xUSART0GetChar(unsigned char *pcRxedChar)
{
/* Get the next character from the buffer.Return false if no characters
are available, or arrive before xBlockTime expires. */
if( xQueueReceive( xRxedChars, pcRxedChar, xBlockTime ) )
{
   return pdTRUE;
}
else
{
   return pdFALSE;
}
}
当接收器队列中没有字符并且传输队列已满时，这些函数提供了额外的安全性。正如你可能注意到的那样，在xUSART0PutChar（）中调用了一个私有函数prvUDRIE0InterruptOn（）。一旦传输队列中至少有一个字符，这只会启用USART数据就绪中断。

USART发送和接收是通过中断例程执行的。

ISR( USART0_RX_vect )
{
signed char cChar;
signed portBASE_TYPE xHigherPriorityTaskWoken;

cChar = UDR0;

xQueueSendFromISR( xRxedChars, &cChar, &xHigherPriorityTaskWoken );

}
ISR( USART0_UDRE_vect )
{
signed char cChar, cTaskWoken;

if( xQueueReceiveFromISR( xCharsForTx, &cChar, &cTaskWoken ) == pdTRUE )
{
   /* Send the next character queued for Tx. */
   UDR0 = cChar;
}
else
{
   /* Queue empty, nothing to send. */
   prvUDRIE0InterruptOff();
}

}
这是健全有效的沟通方式。如上所述 - 发射机ISR仅在有数据要在队列中传输时才启用。只有在RX缓冲区中存在任何数据时才会调用接收器ISR。

放单个字符并不方便发送消息。所以有两个额外的功能允许发送整串文本进行排队

1
portBASE_TYPExUSART0SendData(constunsignedchar*data)
JLCPCB - Prototype PCBs for $2 + Free Shipping on First Order

China’s Largest PCB Prototype Manufacturer, 290,000+ Customers & 8000+ Online Orders Per Day

10 PCBs Price: $2 for 2-layer, $15 for 4-layer, $74 for 6-layer

当字符串存储在RAM和

1
portBASE_TYPExUSART0SendDataP(constunsignedchar*data)

当消息从Flash发送时。为了节省宝贵的RAM，建议将静态文本消息存储在闪存中，如：

1
staticconstuint8_tbutton[]PROGMEM="Button ON\r\n";

这是适用于此演示程序的USART的基本实现。值得注意的是，对于单独的消息类型（如错误，实际数据）可以有不同的消息队列。这样，不同的消息在队列中混合的可能性就会降低。只要工作正常，我们就使用单队列发射器。

为了测试USART接收器，在LCD任务中添加一小段代码，它只是测试是否收到一个字符，然后显示在LCD屏幕上：

if (xUSART0GetChar(&rxchar)!=pdFALSE)
{
LCDGotoXY(14,0);
LCDsendChar(rxchar);
}

创建USART任务
当我们向列表添加新资源时，显然我们可以创建另一个演示任务，利用发送USART消息。

void vUSART0TxTask( void *pvParameters )
{
static const uint8_t button[] PROGMEM="Button ON\r\n";
static const uint8_t rtos[] PROGMEM="Button OFF\r\n";
portTickType xLastWakeTime;
const portTickType xFrequency = 2000;
vUSART0Init(30);
xLastWakeTime=xTaskGetTickCount();
for( ;; )
{
if(xButtonSemaphore!=NULL)
{
if (xSemaphoreTake(xButtonSemaphore, (portTickType)10)==pdTRUE)
{
   xUSART0SendDataP(button);
   //don't give back semaphore as it is one way trigger
}else{
   xUSART0SendDataP(rtos);
}
}
   vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime,xFrequency);
}
}
这个任务只是从按钮任务中获取信号量，并在终端窗口中每2秒显示按钮状态。

XMEM测试任务
正如我们为我们的设备添加外部存储器，我们将测试其功能。首先我们用malloc（）函数分配256个字节的堆内存。然后写一些虚拟数据，然后测试写入的数据是否正确。这确保了数据被物理写入外部RAM。测试状态消息显示在终端窗口中。

void vXMEMTestTask( void *pvParameters )
{
static const uint8_t xmemok[] PROGMEM="XMEM OK\r\n";
static const uint8_t xmemfail[] PROGMEM="XMEM FAIL!\r\n";
static const uint8_t heapfull[] PROGMEM="Heap Full\r\n";
static const uint8_t heaprdfail[] PROGMEM="Heap Test Fail\r\n";
static const uint8_t heaprdok[] PROGMEM="Heap Test OK\r\n";
portSHORT *xmem;
portSHORT xdata;
unsigned portSHORT index, testflag=0;
portTickType xLastWakeTime;
const portTickType xFrequency = 10000;
xmem = malloc(BUFFER_SIZE);
xLastWakeTime=xTaskGetTickCount();
if (xmem!=NULL)
{
   xUSART0SendDataP(xmemok);
}
else
{
   xUSART0SendDataP(xmemfail);
}
for (;;)
{
   xdata=1;
   for(index = 0; index < BUFFER_SIZE; index++)
         {
            xmem = xdata++;
         }
   xUSART0SendDataP(heapfull);
   //read heap and test
   xdata=1;
   for(index = 0; index < BUFFER_SIZE; index++)
   {
         if (xmem != xdata++)
         {
            testflag=1;
            break;
         }
   }
   if (!testflag)
   {
         xUSART0SendDataP(heaprdok);
   }
   else
   {
         //reset flag
         testflag=0;
         xUSART0SendDataP(heaprdfail);
   }
   vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime,xFrequency);
}
}
堆内存测试每10秒运行一次。

运行系统
到目前为止，我们已经在调度器中增加了两项任务：
xTaskCreate( vUSART0TxTask, ( signed char * ) "USART", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, mainUSART_TASK_PRIORITY, NULL );
xTaskCreate( vXMEMTestTask, ( signed char * ) "XMEM", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, mainXMEM_TASK_PRIORITY, NULL );
包括闲置任务，我们已经有6个任务在运行。这是一个终端窗口视图，您可以在其中查看堆栈状态和堆内存测试结果。

其实很简单 发表于 2018-3-24 15:56:33

凌海滨发表于 2018-3-24 15:53
邮箱.xSemaphoreGiveFromISR( s_xSemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken );

你接收的是一个字节吧，如果要是数据量多了的话，只能用队列函数吧
xQueueSendFromISR(Message_Queue,USART_RX_BUF,&xHigherPriorityTaskWoken);

其实很简单 发表于 2018-3-24 16:40:35

凌海滨发表于 2018-3-24 15:55
编写USART驱动程序
我们将需要USART功能来以便捷的方式调试和显示信息。所以首先我们需要可以在任务中使用 ...

谢谢你的解释与帮助，我看了你的回复，意思是直接用你给的函数就能实现串口的读取与发送

ztrx 发表于 2018-3-24 18:05:20

学习

32MCU 发表于 2018-3-27 18:26:39

freertos标记！

木桥发表于 2018-3-28 09:22:02

想问下，楼主的队列还是软件模拟实现的吧，如果大量数据接收，应该是会每个字节就进入中断，这样会照成系统资源占用过大，还是用dma能好一些吧！

其实很简单 发表于 2018-3-28 14:11:06

木桥发表于 2018-3-28 09:22
想问下，楼主的队列还是软件模拟实现的吧，如果大量数据接收，应该是会每个字节就进入中断，这样会照成系统 ...

DMA好像不够灵活吧，理论上是DMA方案更好

shen978541732 发表于 2020-7-15 19:14:56

先标记一下

ahfong2006 发表于 2020-7-15 23:30:56

Mark，做个记号

页: [1]

amobbs.com 阿莫电子技术论坛's Archiver

freertos操作系统串口中断发送数据接收数据问题