大彩串口屏在RTOS編程中應(yīng)該注意的要點

時間：2020-12-21 02:21:29

關(guān)鍵字：編程嵌入式

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[導(dǎo)讀]這個月20號準(zhǔn)備去參加RT-Thread一年一度的RDC開發(fā)者大會，順便會帶上我們公司的產(chǎn)品，這個產(chǎn)品就用到了大彩串口屏，所以昨天我也寫了一篇表驅(qū)動法在大彩串口屏上的應(yīng)用。

這個月20號準(zhǔn)備去參加RT-Thread一年一度的RDC開發(fā)者大會，順便會帶上我們公司的產(chǎn)品，這個產(chǎn)品就用到了大彩串口屏，所以昨天我也寫了一篇表驅(qū)動法在大彩串口屏上的應(yīng)用，文章如下：

【12月】大彩串口屏RT-Thread Nano STM32表驅(qū)動法產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)

接下來我會做一個產(chǎn)品級的基于大彩串口屏的開源項目，用的大彩串口屏型號是：DC80480F070_6111_ON,128M，如下，這是一個7寸屏幕，分辨率800*480；當(dāng)然價格也是超級便宜的了，入手價也就180塊錢，今年屏瘋狂漲價，這個價格已經(jīng)很良心了。

近年來，RTOS在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的主導(dǎo)地位也越來越明確，越來越多的工程師選用RTOS來完成產(chǎn)品功能的開發(fā)；從最熟悉不過的ucos，到后來的freertos、rt-thread、Tencentos tiny等等，以使用者的角度，我在產(chǎn)品開發(fā)上用過的RTOS非常多；但最后得出一個結(jié)論，只要通一個，其它則一通百通；正因為RTOS種類越來越多，所以ARM公司推出了CMSIS-RTOS，為統(tǒng)一操作系統(tǒng)、降低嵌入式門檻而發(fā)布的操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)軟件接口，CMSIS-RTOS的作用用通俗的話來講就是：勞資不管你是什么RTOS，你只需要學(xué)習(xí)我的CMSIS-RTOS怎么用就可以了，但前提是你要把那些RTOS的接口適配到CMSIS-RTOS上，然后你就可以拋棄那些含義相同，寫法不同的RTOS API，通通都可以不用它們，只用CMSIS-RTOS的API接口即可！

CMSIS-RTOS架構(gòu)圖如下：

詳情學(xué)習(xí)可以參考世偉兄之前在騰訊實習(xí)的時候周末寫的文章：

RTOS內(nèi)功修煉記（八）— CMSIS RTOS API，內(nèi)核通用API接口

1、串口屏是什么？

串口屏，在百度百科上是這么來解釋的：

一套由單片機或PLC帶控制器的顯示方案，顯示方案中的通訊部分由串口通訊，UART串口或者SPI串口等；它由顯示驅(qū)動板、外殼、LCD液晶顯示屏三部分構(gòu)成。接收用戶單片機串口發(fā)送過來的指令，完成在LCD上繪圖的所有操作。

1.1、大彩串口屏的數(shù)據(jù)收發(fā)接口

1.1.1、大彩串口屏數(shù)據(jù)接收處理

收的部分昨天的文章已經(jīng)介紹過了：

【12月】大彩串口屏RT-Thread Nano STM32表驅(qū)動法產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)

是通過一種類似消息機制的隊列來進(jìn)行實現(xiàn)，然后將隊列里的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接加工后滿足大彩科技定義的一種協(xié)議指令集，所以中斷服務(wù)函數(shù)實現(xiàn)如下，這樣就可以持續(xù)的來接收串口屏回復(fù)的指令：

/**
??*?@brief?This?function?handles?USART2?global?interrupt.
??*/
void?USART2_IRQHandler(void)
{
????/*?USER?CODE?BEGIN?USART2_IRQn?0?*/
????uint32_t?i?;
????uint32_t?uart2_dma_rxlen?;
????/*進(jìn)入中斷調(diào)用*/
????rt_interrupt_enter();
????if(__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&huart2,?UART_IT_IDLE)?!=?RESET)
????{
????????__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);
????????HAL_UART_DMAStop(&huart2);
????????uart2_dma_rxlen?=?HMI_LCD_U2_BUFFER_SIZE?-?(__HAL_DMA_GET_COUNTER(huart2.hdmarx));
????
????????for(i?=?0;?i?????????{
????????????queue_push(HMI_LCD_Handler.HMI_LCD_U2_Buffer[i]);
????????}

????????__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,?UART_IT_IDLE);
????????HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,?HMI_LCD_Handler.HMI_LCD_U2_Buffer,?HMI_LCD_U2_BUFFER_SIZE);
????}

????/*?USER?CODE?END?USART2_IRQn?0?*/
????HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
????/*?USER?CODE?BEGIN?USART2_IRQn?1?*/
???/*離開中斷調(diào)用*/
???rt_interrupt_leave();
??/*?USER?CODE?END?USART2_IRQn?1?*/
}

以下是大彩科技提供給開發(fā)者的MCU例程文檔中接收指令集的流程圖：

以使用RT-Thread為例，在進(jìn)入中斷前調(diào)用:rt_interrupt_enter，在離開中斷前調(diào)用:rt_interrupt_leave。

以上描述來自RT-Thread文檔中心。

比如TencentOS tiny也提供了一組API：

tos_knl_irq_enter
tos_knl_irq_leave

在進(jìn)入中斷處理函數(shù)調(diào)用tos_knl_irq_enter，在退出前調(diào)用tos_knl_irq_leave。

又比如UCOSIII也提供了一組API：

OSIntEnter();
OSIntExit();

在進(jìn)入中斷處理函數(shù)調(diào)用OSIntEnter，在退出前調(diào)用OSIntExit。

其它的RTOS也是類似的，這里就不多做介紹了，有興趣可以自己測試和研究。

1.1.2、大彩串口屏數(shù)據(jù)發(fā)送處理

大彩串口屏提供了hmi_driver.c這個文件，這個文件提供了一系列串口命令驅(qū)動的函數(shù)，例如設(shè)置控件的值等等，這些操作依賴于以下這些發(fā)送接口：

#define?TX_8(P1)?SEND_DATA((P1)&0xFF)????????????????????//發(fā)送單個字節(jié)
#define?TX_8N(P,N)?SendNU8((uint8?*)P,N)?????????????????//發(fā)送N個字節(jié)
#define?TX_16(P1)?TX_8((P1)>>8);TX_8(P1)?????????????????//發(fā)送16位整數(shù)
#define?TX_16N(P,N)?SendNU16((uint16?*)P,N)??????????????//發(fā)送N個16位整數(shù)
#define?TX_32(P1)?TX_16((P1)>>16);TX_16((P1)&0xFFFF)?????//發(fā)送32位整數(shù)

上面這些接口，最終我們需要提供這樣一個發(fā)送單個字節(jié)的函數(shù)：

/*!?
*??\brief??發(fā)送一個字節(jié)
*??\param??c?
*/
void?SEND_DATA(uint8?c)
{
????SendChar(c);
}

那我們就直接實現(xiàn)SendChar這個函數(shù)就行了，以帶RT-Thread操作系統(tǒng)的STM32工程為例，編寫如下接口：

void?SendChar(uint8_t?data)
{
????/*調(diào)度器上鎖*/
????rt_enter_critical();
????HAL_UART_Transmit(&huart2,?&data,?1,?1000);
????while(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,?UART_FLAG_TXE)?!=?SET);
????/*調(diào)度器解鎖*/
????rt_exit_critical();
}

這里為什么要加上調(diào)度鎖呢？？假設(shè)，你在界面上需要在不同任務(wù)里同時調(diào)用如下接口：

void?SetTextValue(u16?screen_id,?u16?control_id,?u8?*str)
{
????BEGIN_CMD();
????TX_8(0xB1);
????TX_8(0x10);
????TX_16(screen_id);
????TX_16(control_id);
????SendStrings(str);
????END_CMD();
}

這個接口是用來在給界面上某個文本控件顯示字符串用的；當(dāng)多個任務(wù)同時調(diào)用該接口時，這樣不就是我們之前談的打架問題了嗎？在多任務(wù)系統(tǒng)中，這就是一種潛在的風(fēng)險，當(dāng)一個任務(wù)在使用某個資源的過程中，還沒有完全結(jié)束對資源的訪問時就被打斷了，這樣就會出現(xiàn)一些奇奇怪怪的問題，比如之前我用OLED結(jié)合RTOS編程時候也會出現(xiàn)像屏幕花屏的現(xiàn)象，這里我采用的方法是直接在底層的接口函數(shù)處加上調(diào)度鎖，以防止這種情況發(fā)生，當(dāng)然，還有另外一種方法可以實現(xiàn)，那就是互斥鎖。

至于互斥鎖該怎么用，打開各大RTOS的API參考手冊，上面會詳細(xì)的告訴你如何創(chuàng)建，如何使用，照著做就是了，這里就不多說了。

初學(xué)RTOS會遇到各種各樣的坑，以上我提到的這些坑都是初學(xué)者碰得最多的，還有一些測試了很久都沒有被解決且難以復(fù)現(xiàn)的問題；最后都是在不斷的調(diào)試中找到分析問題的方法和解決技巧，但萬變不離其宗，我們要努力去Get最基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)原理，在理論基礎(chǔ)知識的支撐上，才能更好的幫我們?nèi)シ治鰡栴}和解決問題。