带外部RAM的AVR上的FreeRTOS

2021-03-19
由于片内RAM较低，因此AVR微控制器不是运行FreeRTOS调度程序的最佳选择。Atmega128仅具有(yǒu)4K RAM，因此这将FreeRTOS功能(néng)限制為(wèi)非常基本的功能(néng)。无论如何，可(kě)以通过添加可(kě)能(néng)连接到外部存储器接口的额外RAM来解决此问题。以前我们已经构建了8K的外部存储块，所以现在我们可(kě)以使用(yòng)FreeRTOS应用(yòng)程序对其进行测试。



  让我们继续前面的代码，该代码运行一些简单的任務(wù)（按钮状态读取，LCD输出和LED闪光灯），并且我们可(kě)以添加更多(duō)内容。我们将建立一个用(yòng)于存储堆的外部RAM。这将允许存储大型数据缓冲區(qū)，而不必过多(duō)担心堆和栈的重叠。


  首先，我们需要注意链接器选项。在AVRStudio5项目属性中，AVR / GNU C链接器->其他(tā)输入链接器选项：

 
  <font style="vertical-align: inherit;"><font style="vertical-align: inherit;">-Wl，-defsym = __ heap_start = 0x801100，-defsym = __ heap_end = 0x8030ff</font></font>


  这将指示链接器仅将0x801100到0x8030ff（整个外部RAM）的内存區(qū)域用(yòng)于堆。
  第二步是设置微控制器以使用(yòng)外部存储器。為(wèi)了使内容整洁和模块化，我们将创建单独的驱动程序源文(wén)件xmem.c和xmem.h。并编写简单的XMEM_init（）函数：

  <font style="vertical-align: inherit;"><font style="vertical-align: inherit;">无效vXMEMInit（void）</font></font><font></font><font style="vertical-align: inherit;"><font style="vertical-align: inherit;">
  {</font></font><font></font>
    MCUCR |= (1<<SRE);   /* External memory interface enable */<font></font>
    XMCRA = 0;<font></font>
    XMCRB |= (1<<XMM1)|(1<<XMM0);//PC7..PC5 released pins<font></font>
  }
  在主例程的开头，我们简单地调用(yòng)此函数以在使用(yòng)外部RAM之前对其进行初始化。

  编写USART驱动程序
  我们将需要USART功能(néng)，以方便的方式调试和显示信息。因此，首先，我们需要可(kě)以在任務(wù)中使用(yòng)的驱动程序。使用(yòng)USART的最方便的方法可(kě)能(néng)是通过队列发送消息。这样，任何任務(wù)都可(kě)以通过使用(yòng)消息传递服務(wù)而不是直接访问外围设备来与USART通信。因此，我们将实现两个队列–一个用(yòng)于TX，另一个用(yòng)于RX通道。

  //receive and transmit queues<font></font>
  <font></font>
  xQueueHandlexRxedChars=NULL;<font></font>
  <font></font>
  xQueueHandlexCharsForTx=NULL;
  然后在USART初始化期间，我们创建队列。

  xRxedChars=xQueueCreate(uxQueueLength,(signedchar)sizeof(signedchar));<font></font>
  <font></font>
  xCharsForTx=xQueueCreate(uxQueueLength,(signedchar)sizeof(signedchar));
  队列長(cháng)度是在初始化USART时给出的（在我们的示例中為(wèi)30）。现在，当队列准备就绪时，就可(kě)以使用(yòng)它们与USART通信。通过两个自定义函数放置和读取发送到队列的消息，这使生活更轻松：
  portBASE_TYPE xUSART0PutChar(unsigned char cOutChar)<font></font>
  {<font></font>
  //Return false if after the block time there is no room on the Tx queue.<font></font>
    if( xQueueSend( xCharsForTx, &cOutChar, xBlockTime ) != pdPASS )<font></font>
    {<font></font>
        return pdFAIL;<font></font>
    }<font></font>
    //enable usart UDRE interrupt to transmit<font></font>
    prvUDRIE0InterruptOn();<font></font>
    return pdPASS;<font></font>
  }<font></font>
  portBASE_TYPE xUSART0GetChar(unsigned char *pcRxedChar)<font></font>
  {<font></font>
  /* Get the next character from the buffer.  Return false if no characters<font></font>
    are available, or arrive before xBlockTime expires. */<font></font>
    if( xQueueReceive( xRxedChars, pcRxedChar, xBlockTime ) )<font></font>
    {<font></font>
        return pdTRUE;<font></font>
    }<font></font>
    else<font></font>
    {<font></font>
        return pdFALSE;<font></font>
    }<font></font>
  }
  当接收器队列中没有(yǒu)字符且发送队列已满时，这些功能(néng)可(kě)提供额外的安全性。您可(kě)能(néng)会注意到，在xUSART0PutChar（）中调用(yòng)了一个私有(yǒu)函数prvUDRIE0InterruptOn（）。一旦发送队列中至少有(yǒu)一个字符，这将启用(yòng)USART数据就绪中断。

  通过中断例程执行USART发送和接收。