RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)，可以真正做到各任務(wù)并行執(zhí)行，同時(shí)，由于程序結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理，可以方便地實(shí)現(xiàn)修改升級，以滿足功能較多的設(shè)計(jì)要求。
1 用戶專用鍵盤簡介
用戶專用鍵盤多使用在工業(yè)控制場合，它由按鍵和指示燈組成，對外采用RS232接口，當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，鍵盤將命令(碼值)發(fā)送計(jì)算機(jī)，同時(shí)，鍵盤接收來自計(jì)算機(jī)的命令(碼值)點(diǎn)亮(熄滅)某個(gè)指示燈，以指示系統(tǒng)工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)快速人機(jī)交互。用戶專用鍵盤硬件原理框圖如圖1所示。
圖中，可編程邏輯芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸出接口擴(kuò)展，其內(nèi)部包含多個(gè)輸出鎖存器。工作時(shí)，單片機(jī)輸出的地址信號(hào)經(jīng)可編程芯片內(nèi)部譯碼器譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)，使能不同的輸出鎖存器，將數(shù)據(jù)信號(hào)輸出控制各個(gè)指示燈的亮/滅。
2 RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)介紹
RTX51是德國Keil公司開發(fā)的一種應(yīng)用于MCS51系列單片機(jī)的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，它有兩個(gè)版本，RTX51 Full和RTX51 Tiny，本文采用RTX51 Tiny進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。RTX51 Tiny是一個(gè)很小的內(nèi)核，完全集成在Keil C51編譯器中，它可以很容易地運(yùn)行在沒有擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的單片機(jī)系統(tǒng)上，并且僅占用800字節(jié)左右的程序存儲(chǔ)空間。
RTX51 Tiny允許最大16個(gè)任務(wù)循環(huán)切換，在實(shí)現(xiàn)上，它采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法，系統(tǒng)每次調(diào)度時(shí)，把CPU分配給一個(gè)就緒的任務(wù)，并令其執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片，構(gòu)成微觀上輪流運(yùn)行、宏觀上并行執(zhí)行的多任務(wù)效果。RTX51 Tiny支持任務(wù)間的信號(hào)傳遞，還能并行地利用中斷功能。
RTX51 Tiny的用戶任務(wù)主要具有以下幾個(gè)狀態(tài)：
·運(yùn)行(RUNNING)：任務(wù)正處于運(yùn)行中。同一時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)可以處于“RUNNING”狀態(tài)。
·準(zhǔn)備好(READY)：等待運(yùn)行的任務(wù)處于“READY”狀態(tài)。在當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)退出運(yùn)行狀態(tài)后，就緒隊(duì)列中的任務(wù)根據(jù)調(diào)度策略被調(diào)度執(zhí)行，進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)。
·等待(BLOcKED)：等待一個(gè)事件的任務(wù)處于“BLOCKED”狀態(tài)。如果等待的事件發(fā)生，則此任務(wù)進(jìn)入“READY”狀態(tài)，等待被調(diào)度。
RTX51 Tiny內(nèi)核用以下事件進(jìn)行任務(wù)問的通信和同步：
·超時(shí)(TIMEOUT)：由OS-wait函數(shù)調(diào)用引發(fā)的時(shí)間延時(shí)，持續(xù)時(shí)間可由定時(shí)節(jié)拍數(shù)確定。帶有TIMEOUT值調(diào)用OS-it函數(shù)的任務(wù)將被掛起，直到延時(shí)結(jié)束，才返回到“READY”。
·間隔(INTERVAL)：由OS-wait函數(shù)調(diào)用引發(fā)的時(shí)間間隔，其間隔時(shí)間可由定時(shí)節(jié)拍數(shù)確定。帶有INTERVAL值調(diào)用wait函數(shù)的任務(wù)將被掛起，直到間隔時(shí)間結(jié)束，然后返回到READY狀態(tài)。與TIMEOUT不同的是，任務(wù)的節(jié)拍計(jì)數(shù)器不復(fù)位，典型應(yīng)用是產(chǎn)生時(shí)鐘。
·信號(hào)(SIGNAL)：系統(tǒng)定義的位變量，可以由系統(tǒng)函數(shù)置位或清除。可以調(diào)用OS-wait函數(shù)暫停一個(gè)任務(wù)并等待從另一任務(wù)發(fā)出的信號(hào)，這可以用于協(xié)調(diào)兩個(gè)或更多的任務(wù)。如果某個(gè)任務(wù)在等待一個(gè)信號(hào)并且信號(hào)標(biāo)志為0，則在收到這個(gè)信號(hào)之前，這個(gè)任務(wù)將一直處于掛起狀態(tài)。如果信號(hào)標(biāo)志已經(jīng)被置1，則當(dāng)任務(wù)查詢信號(hào)時(shí)，信號(hào)標(biāo)志會(huì)被清除，任務(wù)將可以被繼續(xù)執(zhí)行。
