UART0串口编程系列（五）

一．串口接收数据在UC/OS设计中应注意的问题

1.串口通信的数据接收过程：

1>UART接收FIFO接收到预定字节后触发中断

2>ISR读取接收到的内容并保存

3>经过一次或若干次ISR完成一个通信帧的接收（拼装通信帧）

4>处理和解释通信内容

5>根据处理结果触发其他任务

2.串口数据接收程序设计时，应该考虑的问题：

1>即使以上的操作过程很简单，也最好不要把它全部安排在ISR中完成，如果放在一起的话，就会给UART0通信带来危机（此处具体请看前面的文章）。

2>所以要安排一个与ISR关联的“串口接收”任务来完成后面的工作。再创建一个帧缓冲区。在接收的过程中，将接收到的内容写入帧缓冲区。接收完一帧后，处理和解释过程需要读帧缓冲区的内容。

3>将写帧缓冲区的操作安排在ISR中完成，读帧缓冲去的操作安排在串口接收任务中完成。

4>由于ISR和串口接收任务是并发程序单元，存在资源同步问题，故需要对帧缓冲区进行互斥访问。

二．设计ISR与串口接收任务之间的通信方法：

1. ISR的主要功能是响应异步事件，该异步事件将触发一系列操作。ISR设计的基本原则是：尽可能简短。

2.ISR与关联任务的通信方式有两种类型：信号型和数据型。

1>当使用信号量进行通信时，ISR只完成发送信号量的工作，表示事件已经发生，通过信号量的同步功能触发关联任务。

2>当使用数据进行通信时，ISR需要完成对异步事件的信息进行采集工作，然后使用消息邮箱（或消息队列）将数据发送给关联任务，由关联任务完成后续数据处理工作。

3>做项目时常见的三种情况：

?触发ISR的事件不包含数据：不需要对事件进行信息采集。此时，ISR使用信号量与关联任务进行通信。

?触发ISR的事件是包含数据的低频事件：将数据采集的工作放在关联任务中完成，（产生的时刻延迟与采样周期相比可以忽略不计，对采集数据的质量没有影响。此时，ISR使用信号量与关联任务进行通信，从而简化了ISR。

?触发ISR的事件是包含数据的中高频事件：数据采集的工作放在关联任务中完成时，产生的时延与采样周期相比不能忽略不计时，对采样数据的质量有影响。此时，关联任务从消息邮箱中得到消息的数据，并完成后续处理工作。

?触发ISR的事件是包含数据的非周期高频率事件:对于非周期高频事件，其最短事件间隔可能小于一个事件数据处理的耗时，如果使用消息邮箱进行通信，就可能会出现数据丢失现象。此时，数据采集的工作应该在ISR中完成，由ISR使用具有数据缓冲功能的消息队列与关联任务进行通信。关联任务从消息队列中得到消息的数据，并完成后续处理工作。

Tiger-John说明：

具体采用那一种方式来实现ISR与串口接收任务之间的通信要视具体情况而定。

以下用信号量和消息队列两种方式来实现串口接收编程

三．UC/OS串口接收数据编程

通过一个程序来分析UC/OS串口接收数据设计和实现

程序设计目标：

用串口中断接收上位机发送的8字节数据，再把它们传送给上位机。

u用信号量的方式

1.系统有那些任务组成

1>启动任务

2>接收任务

3>接收中断服务例程

4>发送任务

2.各任务之间的关系

3.启动任务流程：

l定义各种通信工具（例如：信号量）

l系统硬件初始化

l初始化UART0

l创建各个任务

l创建各种通信工具

l删除自己

程序：

/********************************************************************

**Task0（启动任务）

********************************************************************/

void Task0(void *pdata)

{

pdata = pdata;

TargetInit();//硬件初始化

UART0_Init(115200);//初始化串口

Sem_SendFlag=OSSemCreate(0);//创建发送信号量

Sem_StartFlag=OSSemCreate(1);//创建开始信号量

OSTaskCreate(Task1,(void *)0, &TaskStk1[TaskStkLengh - 1],4);//创建接收任务

OSTaskCreate(Task2,(void *)0, &TaskStk2[TaskStkLengh - 1],5);//创建发送任务

OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);//删除自己

}

4.接收任务流程

l等待开始信号量

l处理和解释通信内容（本程序较简单，不涉及）

程序：

/********************************************************************

Task1（接收任务）

********************************************************************/

void Task1(void *pdata)

{

uint8 err;

pdata = pdata;

while(1)

{

OSSemPend(Sem_StartFlag,0,&err);//等带开始信号量

//以下可以根据具体业务来编写处理和解释通信内容

}

}

5.串口中断接收流程：

l关中断

l清除串口中断标志位

l清除中断控制寄存器

l接收数据放入缓冲区

l开中断

l发送发送信号量

程序：

/**********************************************************

*名称：UART0_Exception

*功能：串口接收中断

*入口参数：无

*出口参数：无

**********************************************************/

voidUART0_Exception(void)

{

uint8 i;

uint32 data;

OS_ENTER_CRITICAL();

data = U0IIR;//清除中断表示寄存器标志

VICVectAddr = 0;//清除中断

for(i=0; i<8; i++)

{

rcv_buf[i] = U0RBR;//读取FIFO的数据

}

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSemPost(Sem_SendFlag);//发送发送信号量

}

6.发送任务流程

l等待发送信号量

l发送数据

l发送开始信号量

程序:

/**********************************************************

**Task2（发送任务）

**********************************************************/

void Task2(void *pdata)

{

uint8 i,err;

pdata = pdata;

while(1)

{

OSSemPend(Sem_SendFlag,0,&err);//等待发送信号量