基于AVR單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用分析

ABSPATH＝…/avrx /＊更改AVRX原路徑到實(shí)際路徑下＊/

修改　　　MCU＝8535
　　　　　AAVRMCU＝1
　　　　　GCCMCU＝at90s$（MCU）
　　　　　AVRXMCU＝＿AT90S$（MCU）＿
為　　　　ICCMCU＝m16
　　　　　AAVRMCU＝3
　　　　　GCCMCU＝atmega16
　　　　　AVRXMCU＝＿AT90Mega16＿

　　②重新修改AVRX源碼的serialio.s文件，即根據(jù)不同的單片機(jī)修改串口部分的寄存器定義。需要增添如下代碼：

　　　　　＃if defined（UBRRL）
　　　　　＃define UBRR UBRRL
　　　　　＃endif
　　　　　＃if defined（UBRRH）
　　　　　sts UBRRH，p1h
　　　　　＃endif

　　③重新編譯內(nèi)核。具體做法是復(fù)制一個(gè)“令名提示符”到AVRX目錄下，運(yùn)行“命令提示符”，鍵入“makegcc”命令后運(yùn)行就完成了AVRX內(nèi)核的重新編譯，會(huì)生成很多的.o文件和avrx.a文件。這些文件在以后的應(yīng)用程序中會(huì)使用。

　　至此就完成了AVRX在ATmega16單片機(jī)上的內(nèi)核移植，接著就可以編寫應(yīng)用程序了。

2.2 在AVRX上編寫應(yīng)用程序

　　這時(shí)候要用一個(gè)新的makefile文件，同時(shí)自己的程序可以不和AVRX的內(nèi)核在一個(gè)目錄，但是要指出依賴文件的明確路徑。makefile的框架可以采用Winavr的sample文件夾下的makefile文件框架，這里的難點(diǎn)其實(shí)還是makefile文件的語法問題。下面介紹應(yīng)用程序的makefile文件在實(shí)例中需要修改或增加的代碼：

MCU＝atmega16 /＊微處理器的名字＊/

TARGET＝test ／＊應(yīng)用程序文件名＊/

GCCLIB＝$（AVRX）/avrx/avrx.a

GCCINC＝－L－I$（AVRX）/avrx－I$（AVR）/avr/inc　/＊加上相關(guān)的庫＊/

SCANF_LIB_MIN＝－W1，－u，vfscanf－1scanf_min

SCANF_LIB_FLOAT＝－W1，－u，vfscanf－1scanf_flt

SCANF_LIB /＊設(shè)置sacnf函數(shù)庫的類型，在不使用時(shí)可以注釋掉，這樣可以減小編譯后的文件大小＊/

LDFLAGS＋＝$（PRINTF_LIB）$（SCANF_LIB）$（MATH_LIB） /＊新增的連接器參數(shù)設(shè)定＊/

3 系統(tǒng)測試

3.1 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測試

　　在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性表現(xiàn)在系統(tǒng)對外部事件的響應(yīng)能力上，系統(tǒng)通過中斷來響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并且在用戶中斷程序中做的事要盡量少，把大部分工作留給任務(wù)去做，只是通過信號量或者信息機(jī)制來通知任務(wù)運(yùn)行。Mega16的定時(shí)器2設(shè)為比較匹配輸出模式，在匹配時(shí)間到了之后產(chǎn)生一定周期脈沖輸出，并產(chǎn)生中斷。設(shè)置定時(shí)器1為計(jì)數(shù)模式來計(jì)數(shù)產(chǎn)生的脈沖輸出。通過定時(shí)器2的比較匹配中斷服務(wù)子程序來發(fā)信號量通知任務(wù)運(yùn)行，并在中斷子程序中不開中斷，而在任務(wù)得到信號后開中斷，以實(shí)現(xiàn)中斷處理與任務(wù)運(yùn)行的同步，任務(wù)中對一個(gè)全局變量計(jì)數(shù)，以記錄任務(wù)執(zhí)行的次數(shù)。運(yùn)行一段時(shí)間后，在設(shè)置的匹配時(shí)間里，任務(wù)的運(yùn)行次數(shù)和定時(shí)器1的計(jì)數(shù)一樣，則系統(tǒng)在這段時(shí)間里是能完全響應(yīng)外部事件的，當(dāng)定時(shí)器2的比較匹配時(shí)間設(shè)為大于23μs時(shí)，2個(gè)計(jì)數(shù)是相等的；當(dāng)小于23μs時(shí)，定時(shí)器1計(jì)數(shù)值大于任務(wù)計(jì)數(shù)值，說明任務(wù)沒有完全得到響應(yīng)。這說明中斷的進(jìn)入和返回即系統(tǒng)對外部時(shí)間的響應(yīng)和處理時(shí)間為23μs，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他操作系統(tǒng)在AVR單片機(jī)上移植后的響應(yīng)時(shí)間。

3.2 使用例程測試

　　這里只對源文件中的幾個(gè)例程先進(jìn)行簡單的編譯，然后去掉不必要的代碼，加入自己想測試的一些代碼，進(jìn)行了定時(shí)器控制模塊，信號量和消息隊(duì)列以其簡單組合的測試，均在ATmega16上達(dá)到了預(yù)期的效果。

4 心得體會(huì)

　　①AVRX的源碼都是用匯編語言編寫的，相對來講代碼效率很高，但是由于沒有詳細(xì)的API介紹文檔，所以最好的入門方法就是先讀懂RTOS的源碼和例程，然后進(jìn)行修改，再加上自己的代碼逐漸熟練應(yīng)用。

　　②AVRX需要分配的堆棧為35個(gè)字節(jié)加上任務(wù)代碼需要的額外堆棧，具體的大小取決于每個(gè)進(jìn)程用的本地變量個(gè)數(shù)。比較好的確定分配給任務(wù)堆棧大小的方法是：分配很大的堆棧（如70字節(jié)）運(yùn)行一段應(yīng)用程序后看堆棧到多深（因?yàn)镚CC啟動(dòng)時(shí)把所有內(nèi)存都清0了，這樣很容易看到）。不過，為了安全起見，用編譯器或仿真器在估計(jì)堆棧的頂端寫入幾個(gè)字節(jié)的0xFFFFF去驗(yàn)證到底達(dá)到了多少字節(jié)，然后分配給比測試結(jié)果多兩個(gè)以上的字節(jié)給這個(gè)任務(wù)。

　　③啟動(dòng)的最后一個(gè)指令必須跳轉(zhuǎn)到Epilog（）。

5 結(jié)論

　　AVRX是一個(gè)不錯(cuò)的RTOS，最顯著的特點(diǎn)就是內(nèi)核小，速度快，編譯后大概只需500～700字節(jié)，且基本的調(diào)度功能一個(gè)也不少。由于其代碼公開，結(jié)合不同型號AVR單片機(jī)的特性，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的裁減和擴(kuò)展，使之能達(dá)到更好的效果，本文為AVR嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用提供了借鑒。