Small RTOS(51) 1.12.1v 使用手冊 

概述：
    Small RTOS是一個源代碼公開的多任務實時操作系統，Small RTOS 51
是其在8051系列處理器上的移植（使用keil c51）。Small RTOS可以簡化那
些復雜而且時間要求嚴格的工程的軟件設計工作.本手冊主要講述Small RTOS
的使用，本說明了在8051系列處理器上使用應該注意的問題。同時講述了
Small RTOS的移植。
    本手冊僅針對Small RTOS(51) 1.12版本




Small RTOS的特點：
（1）公開源代碼
    只要遵循許可協議，任何人可以免費獲得源代碼。
（2）可移植
    作者盡量使用把與CPU相關部分壓縮到最小，與CPU無關部分用ansi c編
    寫。
（3）可固化
    Small RTOS為嵌入系統設計，如果您有固化手段，它可以嵌入到您的產
    品中成為產品的一部分。
（4）占先式
    Small RTOS可以管理17個任務，用戶最多可以使用16個任務，每個任務
    優先級不同。
（5）中斷管理
    中斷可以使正在執行的任務掛起。如果優先級更高的任務被中斷喚醒，則
    高優先級的任務在中斷嵌套全部退出后立即執行。中斷嵌套層數可達255
    層。如果需要，可以禁止中斷嵌套管理。
（6）RAM需求小
    Small RTOS為小RAM系統設計，應而RAM需求小，相應的，系統服務也少。




Small RTOS的使用：
（1）系統配置：
    os_cfg.h中定義了一些常量可以配置系統，具體定義如下：

    #define OS_MAX_TASKS            4           /* 最大任務數1~16，也就是實際任務數                         */
    #define OS_TICKS_PER_SEC        10          /* 聲明1秒系統系統節拍數                                    */
    #define EN_USER_TICK_TIMER      0           /* 禁止(0)或允許(1)系統定時中斷調用用戶函數UserTickTimer()  */
    #define EN_OS_INT_ENTER         1           /* 禁止(0)或允許(1)中斷嵌套管理                             */
    #define EN_TIMER_SHARING        1           /* 禁止(0)或允許(1)定時器中斷調用OSTimeTick()               */
    #define TICK_TIMER_SHARING      1           /* 定義進入多少次硬件中斷為一次系統定時器軟中斷             */

    #define EN_OS_Q                 0           /* 禁止(0)或允許(1)消息隊列                                 */
    #define EN_OS_Q_CHK             0           /* 禁止(0)或允許(1)校驗消息隊列指針                         */
    #define OS_Q_MEM_SEL            xdata       /* 消息隊列存儲空間選擇，keil c51有用，必須為idata、xdata   */
                                                /* 不是keil c51時它必須為空格                               */
    #define EN_OS_Q_PENT            1           /* 禁止(0)或允許(1)等待隊列中的消息                         */
    #define EN_OS_Q_ACCEPT          0           /* 禁止(0)或允許(1)無等待的從隊列中取得消息                 */
    #define EN_OS_Q_POST            0           /* 禁止(0)或允許(1)FIFO方式相對列發送消息                   */
    #define EN_OS_Q_POST_FRONT      1           /* 禁止(0)或允許(1)LIFO方式相對列發送消息                   */
    #define EN_OS_Q_INT_POST        0           /* 禁止(0)或允許(1)中斷中FIFO方式相對列發送消息             */
    #define EN_OS_Q_INT_POST_FRONT  1           /* 禁止(0)或允許(1)中斷中LIFO方式相對列發送消息             */
    #define EN_OS_Q_NMsgs           1           /* 禁止(0)或允許(1)取得隊列中消息數                         */
    #define EN_OS_Q_SIZE            0           /* 禁止(0)或允許(1)取得隊列總容量                           */
    #define EN_OS_Q_FLUSH           0           /* 禁止(0)或允許(1)清空隊列                                 */

    #define EN_OS_SEM               0           /* 禁止(0)或允許(1)信號量                                   */
    #define EN_OS_SEM_CHK           0           /* 禁止(0)或允許(1)校驗信號量索引                           */
    #define OS_SEM_MEM_SEL          idata       /* 信號量儲空間選擇，keil c51有用，必須為idata、xdata       */
                                                /* 不是keil c51時它必須為空格                               */
    #define OS_MAX_SEMS             2           /* 最大信號量數目                                           */
    #define EN_OS_SEM_PENT          1           /* 禁止(0)或允許(1)等待信號量                               */
    #define EN_OS_SEM_ACCEPT        0           /* 禁止(0)或允許(1)無等待請求信號量                         */
    #define EN_OS_SEM_INT_POST      0           /* 禁止(0)或允許(1)中斷中發送信號量                         */
    #define EN_OS_SEM_POST          1           /* 禁止(0)或允許(1)中發送信號量                             */
    #define EN_OS_SEM_QUERY         0           /* 禁止(0)或允許(1)查詢信號量                               */

    //#define data                                /* 非keil c51時必須加止這一句                               */


    #if EN_TIMER_SHARING == 0
    #define TIME_ISR_TASK_ID     SHOW_TASK_ID   /* 定義系統定時器軟中斷觸發的任務ID                         */
    #endif

    Os_cpu.h中定義了一些常量可以配置一些與cpu相關的部分。
    針對Small RTOS 51,具體定義如下：

    #define  OS_ENTER_CRITICAL()  EA = 0,Os_Enter_Sum++             /* 關中斷                                     */
    #define  OS_EXIT_CRITICAL()   if (--Os_Enter_Sum==0) EA = 1     /* 開中斷                                     */
    /* 以上兩句僅可以改變“EA = ? ”部分 */
    
    #define EN_SP2        0                     /* 禁止(0)或允許(1)非屏蔽中斷                               */
    #define  IDATA_RAM_SIZE  0x100              /* idata大小                                                */
    #define  Sp2Space       4                   /* 高級中斷（軟非屏蔽中斷）堆棧大小 EN_SP2為0時無效         */
    #define OS_TIME_ISR     1                   /* 系統定時器使用的中斷                                     */
    //
    SET_EA   MACRO                              ;打開所有允許中斷
             SETB     EA
         ENDM

（2）與編譯器無關的數據類型
    為了便于移植，Small RTOS定義了6種數據類型，它在Os_cpu.h定義。
    針對Small RTOS 51,具體定義如下：
    
    typedef unsigned char  uint8;                                   /* 定義可移植的無符號8位整數關鍵字            */
    typedef signed   char  int8;                                    /* 定義可移植的有符號8位整數關鍵字            */
    typedef unsigned int   uint16;                                  /* 定義可移植的無符號16位整數關鍵字           */
    typedef signed   int   int16;                                   /* 定義可移植的有符號16位整數關鍵字           */
    typedef unsigned long  uint32;                                  /* 定義可移植的無符號32位整數關鍵字           */
    typedef signed   long  int32;                                   /* 定義可移植的有符號32位整數關鍵字           */
    
（3）運行Small RTOS
    在main函數中調用OSStart()后系統開始運行，OSStart()結束后運行
    優先級為0的任務。
    注意：在調用OSStart()前不要使能總中斷標志，系統會自動執行開中斷宏
    OS_EXIT_CRITICAL()。
（4）建立任務：
    Small RTOS使用靜態方法建立任務，在config.h中有這樣一段代碼：

   #ifdef IN_OS_CPU_C 
   extern void TaskA(void);
   extern void TaskB(void);
   extern void TaskC(void);
   void  (* const TaskFuction[OS_MAX_TASKS])(void)={TaskA,TaskB,TaskC};
   //函數數組TaskFuction[]保存了各個任務初始PC指針,其按任務ID(既優先級次序)順序保存
   #endif
   
    用戶只要定義好OS_MAX_TASKS,TaskFuction[],任務將自動運行。其
    中TaskA等為任務對應函數。
    注意：1、ID為0的任務為最高優先級任務,系統運行后首先執行它。
          2、ID為OS_MAX_TASKS的任務由系統定義。
（5）刪除任務
    Small RTOS 1.12版不允許刪除任務，因此，每個任務必須為無限循環
    結構。
（6）任務睡眠
    任務可以調用OSWait()使自己睡眠，其原型如下：
    
    unsigned char OSWait(uint8 typ, uint8 ticks);

    功能描述: 系統等待函數,任務調用此函數可以等待一定時間或信號
    輸入: typ: 等待事件類型,目前可以取以下值,或是其中任意個值的按位或
              K_SIG: 等待信號
              K_TMO: 等待超時    
         ticks : 等待超時時的系統節拍數
    輸出 : NOT_OK : 參數錯誤
          TMO_EVENT : 超時到
          SIG_EVENT : 有信號
    如果任務等待信號,另一個任務可以調用OSSendSignal()使其進入就
    緒狀態，其原型如下：
   
    void OSSendSignal(uint8 TaskId);
 
    功能描述: 中斷中給指定任務發送信號,既使指定任務就緒
    輸　入: TaskId : 任務ID
    輸　出: 無
    中斷調用OSIntSendSignal()也可以喚醒睡眠任務，其原型如下：
   
    void OSIntSendSignal(uint8 TaskId);

    功能描述: 任務中給指定任務發送信號,既使指定任務就緒
    輸　入: TaskId : 任務ID
    輸　出: 無
    
    用戶調用OSQPend和OSSemPend時也可能使任務睡眠，可參見相應章節。
（7）信號量
    在Small RTOS中，用一個0到（OS_MAX_SEMS-1）的值做索引標識一個信
    號量，所有對信號量的訪問都通過它訪問。Small RTOS在使用一個信號量
    之前，首先要初始化該信號量,也即調用OSSemCreate()函數，對信號量
    的初始計數值賦值，該初始值為0到255之間的一個數。如果信號量是用來
    表示一個或者多個事件的發生，那么該信號量的初始值應設為0。如果信號
    量是用于對共享資源的訪問，那么該信號的初始值應設為1（例如，把它當
    作二值信號量使用）。最后，如果該信號量是用來表示允許任務訪問n個
    相同的資源，那么該初始值顯示應該是 n，并把該信號量作為一個可計數
    的信號量使用。
    信號量使用的內存空間由用系統分配。
（8）消息隊列
    與一般的RTOS不同，Small RTOS的消息隊列是以字節變量（uint8型變
    量，范圍為0到255）作為消息，而不是以指針指向的內容作為消息。也就
    是說，消息隊列發送一個消息實質是將一個0到255的數值存到消息隊列中，
    而不是將一個指針存到消息隊列中。類似的，從消息隊列中獲得一個消息
    就是得到一個范圍為0到255的值。這個0到255的值用戶可以任意解釋。如
    果用戶確實需要多個字節作為一個整體傳遞，可以有兩個方法：一是消息
    隊列僅僅傳遞數據的索引，真實數據放在另外的地方；一是一次向消息隊
    列中發送多個消息。
    消息隊列使用的內存空間由用戶分配。
（9）Small RTOS 51 任務特殊處
    由于keil c51由于keil c51默認不支持重入函數,它的重入函數使用
    仿真的重入棧而不使用系統棧,而Small RTOS 51沒有進行重入棧管
    理，因此，用戶應該保證各個任務的局部變量不會互相覆蓋(方法后
    面有介紹)，并且不定義重入函數。
（10）中斷程序編制
    keil c51 例子如下：
    
    #if EN_OS_INT_ENTER >0 
    #pragma disable                                        /* 除非最高優先級中斷或是不需要系統管理的中斷，否則，必須加上這一句  */
    #endif
        void OSTickISR(void) interrupt USER_ISR

    {
        #if EN_OS_INT_ENTER >0 
            OS_INT_ENTER();                                /* 中斷開始處理                                                      */
        #endif
        
        /*用戶代碼在這*/
        
        OSIntExit();                                       /* 中斷結束處理，                                                    */
    }

        
    在其它CPU中，#pragma disable不是必須的,但是可能需要自己在
    OS_INT_ENTER()之前保存任務環境。如果某個中斷不需要OS管理，
    則可以自由編寫。




Small RTOS的系統調用：
（1）OSVersion()
    宏,返回Small RTOS版本號*100
（2）OSRunningTaskID()
    宏,返回當前正在運行的任務ID
（3）OSWait()
    原型:uint8 OSWait(uint8 typ, uint8 ticks);
    功能描述: 系統等待函數,任務調用此函數可以等待一定時間或信號
    輸　入: typ: 等待事件類型,目前可以取以下值,或是其中任意個值的按位或
                K_SIG: 等待信號
                K_TMO: 等待超時    
           ticks : 等待超時時的系統嘀嗒數
    輸　出 : NOT_OK : 參數錯誤
            TMO_EVENT : 超時到
            SIG_EVENT : 有信號
    全局變量: OSWaitTick
    調用模塊: OSIntSendSignal    
（4）OSSendSignal()
    原型:void OSSendSignal(uint8 TaskId)    
    功能描述: 任務中給指定任務發送信號,既使指定任務就緒
    輸　入: TaskId : 任務ID
    輸　出: 無
    全局變量: OSTaskRuning
    調用模塊: OSSched    
（5）OSIntSendSignal()
    原型:void OSIntSendSignal (uint8 TaskId);
    功能描述: 中斷中給指定任務發送信號,既使指定任務就緒
    輸　入: TaskId : 任務ID
    輸　出: 無
    全局變量: OSTaskRuning
    調用模塊: 無
（6）OSQCreate()
    原型:uint8 OSQCreate(uint8 OS_Q_MEM_SEL *Buf, uint8 SizeOfBuf);
    功能描述: 初始化消息隊列
    輸　入: Buf:為隊列分配的存儲空間地址
            SizeOfBuf:為隊列分配的存儲空間大小
    輸　出: NOT_OK:參數錯誤