大彩串口屏在RTOS编程中应该注意的要点

时间：2020-12-21 02:21:29

关键字：编程嵌入式

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[导读]这个月20号准备去参加RT-Thread一年一度的RDC开发者大会，顺便会带上我们公司的产品，这个产品就用到了大彩串口屏，所以昨天我也写了一篇表驱动法在大彩串口屏上的应用。

这个月20号准备去参加RT-Thread一年一度的RDC开发者大会，顺便会带上我们公司的产品，这个产品就用到了大彩串口屏，所以昨天我也写了一篇表驱动法在大彩串口屏上的应用，文章如下：

【12月】大彩串口屏RT-Thread Nano STM32表驱动法产品应用开发

接下来我会做一个产品级的基于大彩串口屏的开源项目，用的大彩串口屏型号是：DC80480F070_6111_ON,128M，如下，这是一个7寸屏幕，分辨率800*480；当然价格也是超级便宜的了，入手价也就180块钱，今年屏疯狂涨价，这个价格已经很良心了。

近年来，RTOS在嵌入式系统设计中的主导地位也越来越明确，越来越多的工程师选用RTOS来完成产品功能的开发；从最熟悉不过的ucos，到后来的freertos、rt-thread、Tencentos tiny等等，以使用者的角度，我在产品开发上用过的RTOS非常多；但最后得出一个结论，只要通一个，其它则一通百通；正因为RTOS种类越来越多，所以ARM公司推出了CMSIS-RTOS，为统一操作系统、降低嵌入式门槛而发布的操作系统标准软件接口，CMSIS-RTOS的作用用通俗的话来讲就是：劳资不管你是什么RTOS，你只需要学习我的CMSIS-RTOS怎么用就可以了，但前提是你要把那些RTOS的接口适配到CMSIS-RTOS上，然后你就可以抛弃那些含义相同，写法不同的RTOS API，通通都可以不用它们，只用CMSIS-RTOS的API接口即可！

CMSIS-RTOS架构图如下：

详情学习可以参考世伟兄之前在腾讯实习的时候周末写的文章：

RTOS内功修炼记（八）— CMSIS RTOS API，内核通用API接口

1、串口屏是什么？

串口屏，在百度百科上是这么来解释的：

一套由单片机或PLC带控制器的显示方案，显示方案中的通讯部分由串口通讯，UART串口或者SPI串口等；它由显示驱动板、外壳、LCD液晶显示屏三部分构成。接收用户单片机串口发送过来的指令，完成在LCD上绘图的所有操作。

1.1、大彩串口屏的数据收发接口

1.1.1、大彩串口屏数据接收处理

收的部分昨天的文章已经介绍过了：

【12月】大彩串口屏RT-Thread Nano STM32表驱动法产品应用开发

是通过一种类似消息机制的队列来进行实现，然后将队列里的数据进行拼接加工后满足大彩科技定义的一种协议指令集，所以中断服务函数实现如下，这样就可以持续的来接收串口屏回复的指令：

/**
  * @brief This function handles USART2 global interrupt.
  */
void USART2_IRQHandler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
    uint32_t i ;
    uint32_t uart2_dma_rxlen ;
    /*进入中断调用*/
    rt_interrupt_enter();
    if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart2, UART_IT_IDLE) != RESET)
    {
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);
        HAL_UART_DMAStop(&huart2);
        uart2_dma_rxlen = HMI_LCD_U2_BUFFER_SIZE - (__HAL_DMA_GET_COUNTER(huart2.hdmarx));
    
        for(i = 0; i < uart2_dma_rxlen; i++)
        {
            queue_push(HMI_LCD_Handler.HMI_LCD_U2_Buffer[i]);
        }

        __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_IDLE);
        HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, HMI_LCD_Handler.HMI_LCD_U2_Buffer, HMI_LCD_U2_BUFFER_SIZE);
    }

    /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
    HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
    /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
   /*离开中断调用*/
   rt_interrupt_leave();
  /* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
}

以下是大彩科技提供给开发者的MCU例程文档中接收指令集的流程图：

以使用RT-Thread为例，在进入中断前调用:rt_interrupt_enter，在离开中断前调用:rt_interrupt_leave。

以上描述来自RT-Thread文档中心。

比如TencentOS tiny也提供了一组API：

tos_knl_irq_enter
tos_knl_irq_leave

在进入中断处理函数调用tos_knl_irq_enter，在退出前调用tos_knl_irq_leave。

又比如UCOSIII也提供了一组API：

OSIntEnter();
OSIntExit();

在进入中断处理函数调用OSIntEnter，在退出前调用OSIntExit。

其它的RTOS也是类似的，这里就不多做介绍了，有兴趣可以自己测试和研究。

1.1.2、大彩串口屏数据发送处理

大彩串口屏提供了hmi_driver.c这个文件，这个文件提供了一系列串口命令驱动的函数，例如设置控件的值等等，这些操作依赖于以下这些发送接口：

#define TX_8(P1) SEND_DATA((P1)&0xFF)                    //发送单个字节
#define TX_8N(P,N) SendNU8((uint8 *)P,N)                 //发送N个字节
#define TX_16(P1) TX_8((P1)>>8);TX_8(P1)                 //发送16位整数
#define TX_16N(P,N) SendNU16((uint16 *)P,N)              //发送N个16位整数
#define TX_32(P1) TX_16((P1)>>16);TX_16((P1)&0xFFFF)     //发送32位整数

上面这些接口，最终我们需要提供这样一个发送单个字节的函数：

/*! 
*  \brief  发送一个字节
*  \param  c 
*/
void SEND_DATA(uint8 c)
{
    SendChar(c);
}

那我们就直接实现SendChar这个函数就行了，以带RT-Thread操作系统的STM32工程为例，编写如下接口：

void SendChar(uint8_t data)
{
    /*调度器上锁*/
    rt_enter_critical();
    HAL_UART_Transmit(&huart2, &data, 1, 1000);
    while(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2, UART_FLAG_TXE) != SET);
    /*调度器解锁*/
    rt_exit_critical();
}

这里为什么要加上调度锁呢？？假设，你在界面上需要在不同任务里同时调用如下接口：

void SetTextValue(u16 screen_id, u16 control_id, u8 *str)
{
    BEGIN_CMD();
    TX_8(0xB1);
    TX_8(0x10);
    TX_16(screen_id);
    TX_16(control_id);
    SendStrings(str);
    END_CMD();
}

这个接口是用来在给界面上某个文本控件显示字符串用的；当多个任务同时调用该接口时，这样不就是我们之前谈的打架问题了吗？在多任务系统中，这就是一种潜在的风险，当一个任务在使用某个资源的过程中，还没有完全结束对资源的访问时就被打断了，这样就会出现一些奇奇怪怪的问题，比如之前我用OLED结合RTOS编程时候也会出现像屏幕花屏的现象，这里我采用的方法是直接在底层的接口函数处加上调度锁，以防止这种情况发生，当然，还有另外一种方法可以实现，那就是互斥锁。

至于互斥锁该怎么用，打开各大RTOS的API参考手册，上面会详细的告诉你如何创建，如何使用，照着做就是了，这里就不多说了。

初学RTOS会遇到各种各样的坑，以上我提到的这些坑都是初学者碰得最多的，还有一些测试了很久都没有被解决且难以复现的问题；最后都是在不断的调试中找到分析问题的方法和解决技巧，但万变不离其宗，我们要努力去Get最基础的操作系统原理，在理论基础知识的支撑上，才能更好的帮我们去分析问题和解决问题。