第十三章RTX51实时多任务操作系统.pptVIP

单片机接口技术(C51版) 第十三章 RTX51实时多任务操作系统 内容概述 主要介绍多任务编程思想、RTX51操作系统的特点、模式及运行要求，RTX51 的工作原理、RTX51 TINY的配置及基于RTX51 TINY的键盘显示系统设计。 教学目标 1.了解多任务编程思想，理解多任务编程与单任务编程的区别及优点。 2.了解RTX51的完全模式和最小模式的区别。 3. 理解任务的几种状态及其定义，掌握任务切换过程，能进行简单的任务切换程序设计；理解事件的定义，了解RTX51系统中的超时、间隔、信号、消息、中断等几个事件，能使用os_wait()函数同步2个或几个任务，能使用信号控制任务的启动和停止。 4.了解RTX51处理中断的中断函数和RTX51的任务中断（分为快速任务中断和标准任务中断）及实现过程。 5.了解 RTX51 TINY的同步机制、调度规则、任务控制块、存储器管理等。掌握 RTX51 TINY的配置，能够修改RTX51 TINY配置文件conf_tny.a51 。 6. 掌握基于RTX51 TINY的键盘、显示系统的程序设计。 13．1 多任务编程思想 13.1.1 单任务机制工作原理 在单任务机制下，各功能模块按固定顺序构成一个整体，作为一个任务得到执行。各个模块要求的执行频率不一致时程序难以满足。 需在运行时动态改变执行结构的系统，程序需用许多条件判断和分枝转移语句进行控制，增加了程序的复杂性。 其可读性和可维护性很差，调试不便。增加了系统扩充难度。 13.1.2 多任务机制工作原理 各功能模块处于等同地位。 各功能模块执行顺序可在程序运行过程中动态地改变。 各功能模块的执行频率表现为它们的优先级。 各子任务在自已的时间片内运行，通过合理设计时间片大小和各任务的优先级，可以自然地满足系统内各种复杂的时序要求。 13.2 RTX51的特点及运行要求 RTX51 执行循环多任务处理，允许几个循环任务准并行执行。 任务并不同时执行而是按时间分段执行，有效的CPU 时间划分成时间段并由RTX51 将时间段分配给每个任务。每个任务允许执行预定数量的时间，然后RTX51 切换到另一个任务运行，时间段非常短，通常仅有几个毫秒，因此任务看起来好象是同时执行的。RTX51 使用一个定时子程序，其中断驱动是由8051的硬件定时器产生周期性中断来驱动RTX51时钟。 RTX51 不要求程序中有主函数。它自动从任务0 开始执行，如果有主函数，则必须使用os_create_task(RTX51 Tiny)或os_start_system(RTX51 Full)函数启动RTX51。 13.2.1 RTX51的特点 RTX51有2个模式：RTX51完全模式和最小模式。RTX51 Tiny是RTX51的一个子集，支持RTX51中绝大多数的特性，且不需要外部RAM (XDATA)。RTX51 Tiny 支持RTX51 Full 的许多特性，但不具有以下功能： 由循环多任务处理和信号实现任务切换 不支持优先任务切换 不包含信息子程序 无存储器库分配子程序 13.2.2 RTX51对硬件的要求 13.2.3 RTX51对软件的要求 在使用实时多任务操作系统 RTX51 TINY 时，需要以下软件支持： 1）C51 编译器 2）BL51 连接定位器 3）A51 宏汇编器 库文件 RTX51TNY.LIB 必须存储在 C51\LIB 下，必须指定 C51 运行库的路径。头文件 RTX51TNY.H 必须存储在C51\INC下，必须指定C51包含文件的路径。 RTX51 TINY 可以在没有外部数据存储器的单片机8051系统中运行，但应用程序可以存取外部存储器。RTX51 TINY 可以使用 C51 编译器支持的存储器模式，存储器模式的选择仅影响应用程序目标文件的定位。RTX51 TINY 的系统变量以及应用程序的堆栈区总是位于8051 的内部数据存储器中（DATA/IDATA）,典型地，RTX51 TINY 应用程序应采用 SMALL 编译模式。 13.3 RTX51基本概念及实例分析 13.3.1 任务的状态及定义 RTX51区分2类任务：快速任务和标准任务。快速任务有很快的响应速度，每个快速任务使用8051一个单独的寄存器组，并且有自己的堆栈区域。RTX51支持最大同时有3个快速任务。标准任务需要多一点的时间来进行任务切换，因此使用的内部RAM相对快速任务要少，所有的标准任务共用1个寄存器组和堆栈。当任务切换的时候，当前任务的寄存器状态和堆栈内容转移到外部存储器中。 R