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4K RAM，因此这将FreeRTOS功能限制为非常基本的功能。无论如何，可以通过添加可能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，所以现在我们可以使用FreeRTOS应用程序对其进行测试。



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


  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）的内存区域用于堆。
  第二步是设置微控制器以使用外部存储器。为了使内容整洁和模块化，我们将创建单独的驱动程序源文件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，我们简单地调用此函数以在使用外部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，以方便的方式调试和显示信息。因此，首先，我们需要可以在任务中使用的驱动程序。使用USART的最方便的方法可能是通过队列发送消息。这样，任何任务都可以通过使用消息传递服务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–一个用于TX，另一个用于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));
  队列长度是在初始化USART时给出的（在我们的示例中为30）。现在，当队列准备就绪时，就可以使用它们与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字符且发送队列已满时，这些功能可提供额外的安全性。您可能会注意到，在xUSART0PutChar（）中调用了一个私有函数prvUDRIE0InterruptOn（）。一旦发送队列中至少有一个字符，这将启用USART数据就绪中断。

  通过中断例程执行USART发送和接收。