标签: ucosii

   第六十一章 战舰STM32开发板综合实验        前面已经给大家讲了55个实例了，本章将设计一个综合实例，作为本指南的最后一个实验 ，该实验向大家展示了STM32的强大处理能力，并且可以测试开发板的大部分功能。该实验代码非常多，涉及GUI（ALIENTEK编写，非ucGUI）、UCOS、内存管理、图片解码、MP3播放、文件系统、USB、IAP、NES模拟器、手写识别、汉字输入等非常多的内容，故本章不讲实现和代码，只讲功能，本章将分为如下几个部分：        61.1 战舰STM32开发板综合实验简介        61.2 战舰STM32开发板综合实验详解     61.1 战舰STM32开发板综合实验简介 战舰STM32开发板是ALIENTEK的第二款STM32开发板（第一款是MiniSTM32开发板），它的出现，主要是为了弥补Mini板在一些应用上的缺陷，提供大家一个更强大的STM32开发板平台。 战舰STM32开发板的硬件资源在第一章我们已经详细介绍过，是十分强大的，强大的硬件必须配强大的软件才能体现其价值，如果IPhone装的是andriod而不是ios，IPhone就不是那个IPhone了，可能早就被三星打败了。同样，如果开发板只是一堆硬件，那就和一堆废品差不多。 战舰STM32开发板的硬件在V1.0版本的时候（2010年12月份），基本就定型了，之后近2年多的时间，我们一直在编写代码，其中绝大部分时间是在写开发板的综合实验（即本实验），我们坚持资料不完善，坚决不卖，这样战舰STM32开发板的上市时间一推再推，硬件版本也从1.0升级到了1.8，甚至有朋友笑言，我都从大二等到大四了…在此，对那些还在等待我们开发板的朋友说声抱歉，谢谢你们的支持和理解。我想说，用心做产品，真的不容易，战舰开发过程中的点点滴滴，有机会再和大家分享。 在今年7月份的时候，终于把战舰STM32开发板综合实验的最后一个功能写完了，至此综合实验的开发基本完成，前前后后，耗时近两年。 接下来我们就看看战舰STM32开发板综合实验的功能吧。 战舰STM32开发板综合实验总共有18大功能，分为2页，每页9个功能，页面的切换采用滑动操作。18大功能分别为：电子图书、数码相框、音乐播放、应用中心、时钟、系统设置、FC游戏机、收音机、记事本、运行器、3D、手写画笔、照相机、录音机、USB连接、TOM猫、无线传书、计算器。 电子图书，支持.txt/.c/.h/.lrc等4种格式的文件阅读。 数码相框，支持.bmp/.jpeg/.jpb/.gif等4种格式的图片文件播放。 音乐播放，支持.mp3/.wma/.wav/.flac/.ogg/.mid/等常见音频文件的播放。 应用中心，可以扩展16个应用程序，我们实现了其中1个，其他留给大家自己扩展。 时钟，支持温度、时间、日期、星期的显示，并加入时间3D效果显示。 系统设置，整个综合实验的设置。 FC游戏机，即NES模拟器，支持.nes文件的运行，通过开发板玩NES游戏。 收音机，支持全范围FM（76Mhz~108Mhz）接收，支持手动/半自动/全自动搜台。 记事本，可以实现文本（.txt/.c/.h/.lrc）记录编辑等功能，支持中英文输入，手写识别。 运行器，即SRAM IAP功能，支持.bin文件的运行（文件大小+SRAM大小≤60K）。 3D，可以测量角度，并支持3D演示。 手写画笔，可以作画/对bmp图片进行编辑，支持画笔颜色/尺寸设置。 照相机，可以拍照（需要摄像头模块支持），并支持成像效果设置。 录音机，支持wav文件格式的录音（8Khz/16位单声道录音）。 USB连接，支持和电脑连接读写SD卡/SPI FLASH 的内容。 TOM猫，和手机的TOM猫游戏的功能类似，模仿人声，进行人机对话。 无线传书，通过无线模块，实现两个开发板之间的无线通信。 计算器，一个科学计算器，支持各种运算，精度为12位，支持科学计数法表示。 以上，就是综合实验的18个功能简介，涉及到的内容包括：GUI（ALIENTEK编写，非ucGUI）、UCOS、内存管理、图片解码、MP3播放、文件系统、USB、IAP、NES模拟器、手写识别、汉字输入等非常多的内容。下面，我们将详细介绍这18个功能。 61.2战舰STM32开发板综合实验详解 要测试战舰STM32开发板综合实验的全部功能，大家得自备1个SD卡和1个ALIENTEK摄像头模块。不过，就算没有这两个东西，综合实验还是可以正常运行的，只是有些限制而已，比如：不能保存新建的记事本、不能保存新建的画图、不能使用录音机功能、不能使用摄像头功能等。除了这几个，其他功能都可以正常运行。 我们先来看看战舰STM32开发板综合实验的启动界面，启动界面如图61.2.1所示：   图61.2.1 综合实验启动界面 注意：综合实验支持屏幕截图（通过 USMART 控制 , 波特率为 115200 ），本章所有图片均来自屏幕截图！ 上图显示了综合实验的详细启动过程，首先显示了版权信息，软硬件版本，接着显示了LCD驱动器的型号（LCD ID），然后显示CPU和内存信息，之后显示SPI FLASH的大小，接着开始初始化文件系统（FATFS），然后显示SD卡容量和FLASH Disk容量（注意 FLASH Disk就是指SPI FLASH，因为我们划分了6M空间给FATFS管理，所以FLASH Disk的容量为6124KB）。 接着，就是硬件检测，完了之后检测字库和系统文件，再初始化触摸屏，加载系统参数（参数保存在24C02里面），最后启动系统。在加载过冲中，任何一个地方出错，都会显示相应的提示信息，请在检查无误后，按复位重启。 这里有几个注意的地方： ①     如果没插入SD卡，会显示SD Card ERROR，不过系统还是会继续启动，因为没有SD卡系统还是可以启动的（前提是SPI FLASH（W25Q64）里面的系统文件和字库文件都是正常的）。 ②     系统文件和字库文件都是存在SPI FLASH(W25Q64)里面的，如这两个文件被破坏了，在启动的时候，会执行字库和系统文件的更新，此时你得准备一个SD卡，并拷贝SYSTEM文件夹（ 注意：这个 SYSTEM 文件夹不是开发板例程里的 SYSTEM 文件夹，而是光盘根目录 à SD 卡根目录文件 à SYSTEM 文件夹）到SD卡根目录，以便系统更新时使用。 ③     FLASH Disk是从SPI FLASH（W25Q64）里面分割6M空间出来实现的，强制将4K字节的扇区改为512字节使用，所以在写操作的时候擦除次数会明显提升（8倍以上），因此，如非必要，请不要往FLASH Disk里面写文件。频繁的写操作，很容易将FLASH Disk写挂掉。 ④     在系统启动时，一直按着KEY0不放（加载到Touch Check的时候），可以进入强制校准。当你发现触摸屏不准的时候，可以使用这个办法强制校准。 ⑤     在系统启动时，一直按着KEY1不放（加载到Font Check的时候），可以强制更新字库。 ⑥     本系统用到触摸按键TPAD做返回（类似手机的HOME键），所以请确保多功能端口P14的ADC和TPAD用跳线帽短接！ ⑦     如果插入了SD卡，系统在启动的时候，会在SD卡的根目录创建4个文件夹：TEXT、RECORDER、PAINT和PHOTO。其中，TEXT文件夹用来保存新建的文本文件（记事本功能时使用）；RECORDER文件夹用来保存录音文件（录音机功能时使用）；PAINT文件夹用来保存新建的画板文件（手写画笔功能时使用）；PHOTO文件夹用来保存相片（照相机功能时使用）。 在SYSTEM Starting…之后，系统启动UCOSII，并加载SPB界面，在加载成功之后，来到主界面，主界面如图61.2.2所示：   图61.2.2 综合实验系统主界面 这里主界面默认是简体中文的，我们可以在系统设置里面设置语言，战舰STM32开发板综合实验支持3种语言选择：简体中文、繁体中文和英文。 在进入主界面之后，开发板上的DS0开始有规律的短亮（每2.5秒左右亮100ms），提示系统运行正常，我们可以通过DS0判断系统的运行状况。另外，如果运行过程中，出现HardFault的情况，系统则会进入HardFault中断服务函数，此时DS0和DS1都会闪烁，提示系统故障。同时在串口打印故障信息。通过串口，系统会打印其他很多信息，最常打印的是内存使用率，然后我们还可以通过USMART对系统进行调试。 如图61.2.2所示，综合实验的主界面分为2页，通过滑动切换，系统刚启动的时候加载的是主界面A，通过滑动可以切换到主界面B，类似现在的智能手机。主界面，总共18个功能图标，我们可以随便点击一个即可选中，如图61.2.3所示：   图61.2.3 选中电子图书        从上图可以看出，选中之后，图标发生了一点点变化，手机图标也是类似的效果，其实就是一个alphablend。再次点击该图标，我们就可以进入电子图书功能。 在任何界面下，都可以通过按TPAD返回上一级，直至返回到主界面。PS:TPAD就是战舰STM32开发板上的一个触摸按键，即右下角的ALIENTEK LOGO！！ 在介绍完系统启动之后，我们开始介绍各个功能。 61.2.1 电子图书        双击主界面的电子图书图标，进入如图61.2.1.1所示的文件浏览界面：   图61.2.1.1 文件浏览界面        上图中，左侧的图是我们刚刚进入的时候看到的界面（类似在XP上打开我的电脑），可以看到我们有2个盘：SD卡和FLASH 磁盘。我们可以选择任何一个打开，并浏览里面的内容。注意，即使没有插入SD卡，还是会出现SD卡图标，只是此时不能打开而已！        界面的上方显示文件/文件夹的路径。如果当前路径是磁盘/磁盘根目录则显示磁盘图标，如果是文件夹，则显示文件夹图标，另外，如果路径太深，则只显示部分路径（其余用…代替）。 界面的下方显示磁盘/文件夹信息。 界面的下方，显示磁盘信息/当前文件夹信息。对磁盘，则显示当前选中磁盘的总容量和可用空间，对文件夹，则显示当前路径下文件夹总数和文件总数，并显示你当前选中的是第几个文件夹/文件。        双击打开SD卡，得到界面如右侧图片所示，此时，因为SD卡根目录的文件数目超过了1页所能显示的数目，所以在右侧出现了滚动条，我们可以拖动滚动条/按滚动条两端的按钮/直接在屏幕中心区域拖动，来查找你要打开的文件/文件夹。        选中一个文件夹，双击打开得到如图61.2.1.2所示界面：   图61.2.1.2 目标文件和文本阅读        上图左侧显示了当前文件夹下面的目标文件（即电子图书支持的文件，包括.txt/.h/.c/.lrc等格式，其中.txt/.h/.c文件共用1个图标，.lrc文件单独一个图标）。另外，如果文件名太长，在我们选中该文件名后，系统会以走字的形式，显示整个文件名。 我们打开一个lrc文件，开始文本阅读，如图右侧的图片所示，同样我们可以通过滚动条/拖动的方式来浏览，图中我们还看到有一个光标，触摸屏点到哪，它就在哪里闪烁，可以方便大家阅读。        文本阅读是将整个文本文件加载到外部内存里面来实现的，所以文本文件最大不能超过外部内存总大小，即680KB（这里仅指受内存管理的部分，不是整个外部SRAM的大小）。        当我们想退出文本阅读的时候，通过按TPAD触摸按键实现，按一下TPAD，则又回到查找目标文件状态（左侧图），按返回按钮可以返回上一层目录，如果再按一次TPAD则直接返回主界面。 61.2.2 数码相框        双击主界面的数码相框图标，进入文件浏览界面，这个和61.2.1节差不多，我们找到存放图片的文件夹，如图61.2.2.1所示：   图61.2.2.1 文件浏览和图片播放        左侧是文件浏览的界面，可以看到在图片文件夹下总共有18个文件，包括gif/jpg/bmp等，这些都是数码相框功能所支持的格式。右侧图片显示了一个正在播放的GIF图片，并在其左上角显示当前图片的名字。当然，我们也可以播放bmp和jpg文件，如图61.2.2.2所示：   图61.2.2.2 bmp和jpg图片播放 对于bmp和jpg文件，基本没有尺寸限制（但图片越大，解码时间越久），但是对于gif文件，则只支持尺寸在240*320以内的文件（因为gif图片我们不好做尺寸压缩处理），超过这个尺寸的gif图片将无法显示！！ 我们可以通过按屏幕的上方（1/3屏幕）区域切换到上一张图片浏览；通过按屏幕的下方（1/3屏幕）区域切换到下一章图片；通过单击屏幕的中间（1/3屏幕）区域可以暂停自动播放，同时DS1亮，提示正在暂停状态，双击屏幕的中间区域会弹出返回按钮，如图61.2.2.3所示：   图61.2.2.3 弹出返回按钮        此时，我们可以通过按返回按钮返回文件浏览状态，当然也可以通过按TPAD按钮，直接返回文件浏览状态（不需要等返回按钮弹出）。        图片浏览支持两种自动播放模式：循环播放/随即播放。大家可以在系统设置里面设置图片播放模式。系统默认是循环播放模式，在该模式下，每隔4秒左右自动播放下一张图片，依次播放所有图片。而随机播放模式，也是每隔4秒左右自动播放下一张图片，但是不是顺序播放，而是随机的播放下一张图片。 另外需要注意，不是所有的jpg格式图片都可以在我们的开发板上正常播放的（解码程序的问题），只有JFIF格式的jpg文件才能正常解码显示，对于EXIF格式的jpg文件，则不能直接显示，大家可以将EXIF格式的jpg文件用XP的画图打开，然后再保存一下，就将EXIF格式转为JFIF格式了，这样就可以在开发板上正常解码，并显示了。 61.2.3 音乐播放        双击主界面的音乐播放图标，进入文件浏览界面，这个和61.2.1节差不多，只是这里我们浏览的文件变为了.mp3/.ogg/.wma/.flac/.wav/.midi等音频文件，我们找到存放音频文件的文件夹，如图61.2.3.1所示：   图61.2.3.1 文件浏览和ogg格式播放        左侧是文件浏览的界面，可以看到在MUSIC文件夹下总共有37个音频文件，包括mp3/ogg/wma/flac/wav等格式，这些都是播放器所支持的格式。右侧图片则是我们播放器的主界面，该界面显示了当前播放歌曲的名字、播放进度、播放时长、总时长、码率、音量、当前文件编号、总文件数、歌词等信息。下方的5个按键分别是：目录、上一曲、暂停/播放、下一曲、返回。点击播放进度条，可以直接设置歌曲播放位置，点击声音进度条，可以设置音量。上图为正在播放ogg文件，当然我们还可以播放其他音频格式，如图61.2.3.2所示：   图61.2.3.2 mp3格式播放和flac格式播放        图61.2.3.2中，分别显示了播放mp3格式和flac格式的音频文件。播放flac格式的时候，由于得不到正确的码率，所以总时间也是不正确的，图中数字仅供参考。另外播放flac因为要加载flac的patch，故无法加载频谱分析的patch，从而无法显示频谱，可以看到在右侧的图片中，没有频谱显示了，除了flac不能显示频谱，其他音频文件都是可以正常显示频谱的。 播放器还可以设置音效和播放模式（均在系统设置里面设置）。音效包括高低音调节、空间效果等设置。播放模式有3种：全部循环、随机播放、单曲循环，默认为全部循环。        另外，关于歌词显示。歌词必须和歌曲在同一个文件夹里面，且名字必须相同（当然后缀是不同的，歌词后缀为.lrc），这样才能正常显示歌词。对于没有歌词文件的歌曲，则直接播放，不显示歌词。歌词分为3行，第一行为上一句歌词，第二行为当前正在唱的歌词，第三行为将要唱的歌词。对于第二行歌词，如果太长，则会采用走字的形式来显示，走字时间由系统自动确定。        我们可以通过按目录按钮，来选择其他音频文件；按返回按键（或TPAD）则可以返回主界面，不过此时正在播放的歌曲还是会继续播放（后台播放），如果想关闭音乐播放器，则需要先按暂停，然后返回主界面，即可关闭音频播放器，否则音频播放器将一直播放音乐。        最后，我们默认是开启了FM发射的，在播放MP3的时候，音频会通过RDA5820发送出去，默认的频率是93.6Mhz，大家可以打开收音机调到93.6Mhz，就可以听到来自开发板的歌声了。FM发射频率和发射开关也都是可以在系统设置里面设置的，具体后面再介绍。 61.2.4 应用中心        双击主界面的应用中心图标，进入应用中心界面，如图61.2.4.1所示：   图61.2.4.1 应用中心和红外遥控        左侧图片是我们刚进入应用中心看到的界面，在该界面下总共有16个图标，我们仅实现了第一个：红外遥控功能。其他都没有实现，大家可以自由发挥，添加属于自己的东西。双击第一个图标，会弹出一个红外遥控的小窗口，用于接收红外信号，如图61.2.4.1右侧图片所示。        此时，我们将红外遥控对准战舰STM32开发板的红外接收头，并按钮，则可以在红外遥控窗体里面显示键值、按键次数、符号等信息。如图61.2.4.2所示：   图61.2.4.2 红外按键解码        图中，我们按下了红外遥控器下的两个按键，分别得到两个按键的键值、次数和符号等信息。其中次数是代表我们持续按下红外遥控某个按键的时长，越长该值越大。        需要注意一点是，如果当前正在播放MP3，则红外解码成功率大大降低，原因是MP3播放任务的优先级最高，严重影响红外信号接收，导致解码成功率降低，当发现无法识别的时候，可以先停止MP3的播放再试试。 61.2.5 时钟        双击主界面的时钟图标，进入时钟界面，如图61.2.5.1所示：   图61.2.5.1 时钟界面        图61.2.5.1的左侧图片为加载时钟界面时的提示界面，表明没有检测到18B20，启用内部温度传感器，之后进入时钟主界面，如右侧图片所示。在时钟界面，我们显示了日期、时间、温度、星期等信息，并且在屏幕上方区域，有一个3D的时间在显示，3D时间显示会不停的变换位置，位置变化是无规律的。我们可以在系统设置里面设置时间和日期，并且还可以设置闹钟和闹铃，这个我们后面再介绍。 图中的温度是通过STM32自带的温度传感器采集的，所以有点偏高，如果我们在开发板的U13处插入DS18B20，则会采集来自18B20的温度，这样就比较准确了。 在进入时间界面以后，要退出该界面有2个办法：1，在屏幕向左滑动触摸；2，按TPAD返回。 61.2.6 系统设置        双击主界面的系统设置图标，进入系统设置界面，如图61.2.6.1所示：   图61.2.6.1 系统设置主界面和时间设置界面        上图中左侧的图片为系统设置主界面，在系统设置里面，总共有19个项目：时间设置、日期设置、闹钟时间设置、闹钟开关设置、闹钟铃声设置、语言设置、数码相框设置、MP3播放模式设置、MP3音效设置、FM发射开关设置、FM发射频率设置、FM收音设置、背光设置、屏幕校准、传感器校准、系统文件更新、系统信息、系统状态、关于。通过这19个项目，我们 可以设置和查看各种系统参数。下面我们将一一介绍这些设置。        首先是时间设置，如图61.2.6.1右侧图片所示，双击时间设置，就会弹出一个时间是指对话框，通过这个对话框，我们就可以设置开发板的时间了。设置好之后点击确定回到系统设置主界面，如果想放弃设置，则直接点击取消（或TPAD）。        再来看看日期设置和闹钟时间设置，如图61.2.6.2所示：   图61.2.6.2 日期设置和闹钟时间设置        上图中，左侧的对话框用来设置系统日期，右侧的对话框用来设置闹钟时间。操作上同前面介绍的时间设置的方法一模一样。关于闹钟，我们等下再详细介绍，先看闹钟开关设置和闹钟铃声设置两个界面，如图61.2.6.3所示：   图61.2.6.3 闹钟开关设置和闹钟铃声设置        上图中，左侧对话框用来设置闹钟开关，右侧对话框用来设置闹钟铃声。这里，我们来介绍一下本系统的闹钟，本系统的闹钟以星期为周期，以时间为点实现闹钟，比如判断一个闹钟是否应该响铃的标准是：先判断星期的条件是否满足，比如上图我们设置是周一到周五闹铃，今天（10月5号）刚好是周五，所以满足星期条件，接着看时间是否相等，如果两个条件都满足，则闹铃。从前面的时间设置我们知道当前时间是20:30分，而上图我们设置的闹钟时间是20:35，所以时间还不相等，故不闹铃，当时间来到20:35的时候，系统将会闹铃。闹铃铃声有4种，如上图右侧图片所示，铃声由蜂鸣器产生，铃声1对应“滴”，铃声2对应“滴、滴”，铃声3和4依此类推。当闹钟时间到来的时候，产生闹铃，如图61.2.6.4所示：   图61.2.6.4 闹铃和语言设置        上图中，左侧的图片显示正在闹铃。此时会弹出一个闹钟的对话框，并显示当前时间，同时蜂鸣器发出“滴、滴、滴、滴”的闹铃声（铃声4）。按取消（或TPAD）可以关闭闹钟，按再响，则5分钟后（20:40）继续闹铃。右侧的图片为语言设置界面，系统支持3种语言设置，默认为简体中文，设置为繁体中文/English之后如图61.2.6.5所示：   图61.2.6.5 繁体中文和English        上图显示了繁体中文和English的设置，不过本章我们还是以简体中文为例进行介绍。下面，我们来看看数码相框设置和MP3播放模式设置，如图61.2.6.6所示：   图61.2.6.6 数码相框设置和MP3播放模式设置        前面提到数码相框支持全部循环播放和随机播放两种模式，就是通过上图左侧的界面设置的。而MP3的三个播放模式，则通过右侧的界面进行设置。接下来看看MP3音效设置和FM发射开关设置，如图61.2.6.7所示：   图61.2.6.7 MP3音效设置和FM发射开关设置        上图中，左侧的界面我们可以设置MP3播放的音效（VS1053的设置），包括音量、高低音以及空间效果等，大家可以根据自己喜欢设置，以上为默认设置。右侧的FM发射开关设置，用来设置是否开启FM发射，默认设置为开启，即只要不是收音机模式，其他所有界面FM发射都是开启的，这样我们就可以通过收音机来听到来自STM32开发板的声音了。        下面我们看看FM发射频率设置和FM收音设置，如图61.2.6.8所示：   图61.2.6.8 FM发射频率设置和FM收音设置        上图中，左侧的界面用于设置FM发射频率，用于设置FM发射频点，我们默认的频率是93.6Mhz，所以大家的收音机请调到93.6Mhz（默认频率），以接听来自开发板的声音。右侧的图片用于设置FM收音是否开启后台播放的功能。 接下来，我们看看背光设置和屏幕校准，如图61.2.6.9所示：   图61.2.6.9 背光设置和屏幕校准        上图中，左侧的界面用于设置LCD背光的亮度，默认我们是设置为最亮的，大家可以根据自己的喜欢设置背光亮度，背光亮度控制是通过PWM控制的。 右侧为触摸屏校准界面，这个校准界面和手机校准界面基本类似，校准的时候，请用触笔（或者其他尖一点的东西）依次点击4个十字圈的最中心（图中只是第一个，如果点击了第一个会自动弹出第二个，总共4个），在4个校准点都准确点击之后，系统提示校准成功字符串：Touch Screen Adjust OK!。如果校准失败，则提示失败信息，请重新校准，直到校准成功，如果多次校准都不成功，有可能你的触摸屏有问题了！ 另外，在该界面下，如果连续10秒没有输入的话，系统会自动退出校准界面，当然，我们也可以按TPAD直接退出。        接下来，我们看看传感器校准和系统文件更新，如图61.2.6.10所示：   图61.2.6.10 传感器校准和系统文件更新提示        图中，左侧图片为传感器校准界面，这里的传感器设置ADXL345重力加速度传感器，校准的时候，请保持开发板水平并稳定，以得到最好的校准效果。 右侧的界面为系统文件更新提示界面，这里的系统文件是指SYSTEM文件夹里面的所有内容。战舰STM32开发板综合例程之所以可以没有SD卡也能正常运行，主要是将SYSTEM文件夹（注意这个不是源码里面的SYSTEM文件夹！！）拷贝到了FLASH Disk（即W25Q64）里面，这样，我们所有的系统资源都可以从W25Q64里面获得，从而正常启动。 SYSTEM文件夹目前是包含144个文件，总大小为2.6MB，包括137个图片/图标，另外包括5个字库相关文件以及2个VS1053的PATCH文件。这些文件一般不要修改，如果你想自己DIY的话，那可以修改这些文件，以达到你要的效果，不过建议修改之前备份一下，搞坏了还可以还原。        如果在图61.2.6.10的系统文件更新提示时选择确定，则会执行系统文件更新，将SD卡的SYSTEM文件夹，拷贝到FLASH Disk里面。这里有个前提，就是你的SD卡必须有这个SYSTEM文件夹！更新时界面如图61.2.6.11所示：   图61.2.6.11 系统文件更新和系统信息        上图中，左侧的界面显示了系统文件正在更新，该界面显示了当前更新的文件夹以及文件和进度等信息。右侧的界面为系统信息界面，通过该界面，可以看到软硬件的详细信息。        最后，我们来看看系统状态和关于界面，如图61.2.6.12所示：   图61.2.6.12 系统状态和关于界面        上图中，左侧的界面显示了当前系统资源状况，显示了当前CPU使用率，CPU温度以及内存使用率。图为后台正在播放MP3的时候资源使用情况，当播放高码率的歌曲的时候，CPU使用率会大增（如播放wav，则CPU使用率在60%左右）。        右侧的图片显示了战舰STM32开发板的软硬件版本以及产品序列号，这个序列号是全球唯一的，每个开发板都不一样。 61.2.7 FC游戏机        战舰STM32开发板综合实验移植了NES模拟器，可以运行nes游戏，双击主界面的系统设置图标，进入文件浏览界面，如图61.2.7.1所示：   图61.2.7.1 文件浏览和小蜜蜂游戏        左侧为nes文件浏览界面，我们随便选择一个打开即可开始游戏了，记得插上手柄哦！右侧的图片为小蜜蜂游戏的界面，当然还可以玩很多其他经典游戏，如下面的图片所示：   图61.2.7.2 超级玛丽和90坦克   图61.2.7.3 超时空要塞和中国象棋   图61.2.7.4 马戏团和淘金者        这里，我们仅列出了几种游戏，这都是80后童年时玩的经典游戏，如今，在战舰STM32开发板上，大家可以回味一下当年的经典了。        不过，我们提供的nes模拟器，由于代码问题，对大于50KB的nes文件基本不支持，不过即使这样，还是有很多游戏可玩的。另外也没有加入声音输出。如果对nes模拟器有兴趣的朋友可以完善一下这两方面，我们在光盘提供了相关资料可供研究。   61.2.8 收音机        双击主界面的收音机图标，进入收音机界面，如图61.2.8.1所示：   图61.2.8.1 收音机主界面和模式选择界面        上图中，左侧图片为收音机的主界面，显示了当前频率、单/双声道、信号强度、音量、电台编号（自动搜台的时候自动保存）等信息，界面下方的5个按钮分别是：模式选择、频率减（或上一个电台）、暂停/继续收音、频率增（或下一个电台）和返回。右侧的图片为按了模式选择后弹出的界面，选择模式设置/频段选择并按确认后，得到如图61.2.8.2所示：   图61.2.8.2 模式设置和频段选择界面        上图中，左侧的图片为模式设置界面，总共有3个模式可以设置：手动搜台、半自动搜台和全自动搜台。        手动搜台：完全手动搜索，通过频率增/减两个按钮调节频率。        半自动搜台：此时频率增/减分别代表查找下一个/上一个电台，只要按一下按钮，收音机自动查找下一个/上一个电台，找到有效电台即停止搜索，并播放这个有效电台。        全自动搜台：选中之后，收音机从最小频率开始找台，一直搜索到最大频率，把整个过程中的有效电台记录下来，搜索完毕，可以从主界面的“CH:”看到总有效电台的个数，可以通过频率增/减按钮来跳转电台。        右侧的图片为频段选择界面，本收音机支持3个频段：日本频段（76Mhz~91Mhz）、欧美频段（87~108Mhz，也是中国电台使用的频段）、扩展频段（76Mhz~108Mhz）。默认设置为欧美频段。        收音机可以后台工作，只要您在系统设置里面开启了后台收音。如果没有开启后台收音，在按返回键之后，收音机将自动关闭。        本收音机使用起来还是比较简单，使用时，请把天线拉出，如果搜不到台，一般是因为你所处环境干扰太大，建议去空旷地方试试。 61.2.9 记事本        双击主界面的记事本图标，首先弹出模式选择对话框，如图61.2.9.1所示：   图61.2.9.1 模式选择和新建文本文件        记事本支持2种模式：1，新建文本文件，这种方式完全新建一个文本文件（以当前系统时间命名），用来输入信息。2，打开已有文件，这种方式可以对已有的文件进行编辑。        上图中，右侧的界面为我们选择新建文本文件后的界面，此时出现一个空白编辑区和一个闪烁的光标，我们通过下方的键盘输入信息即可，这个输入键盘和我们的手机键盘十分类似，输入方法也是一模一样，支持中文、字母、数字和手写识别输入等几种输入方式。中文输入和标点符号输入，如图61.2.9.2所示：   图61.2.9.2中文输入和标点符号输入        中文输入就是我们前面T9拼音输入法实验的具体运用。该键盘还支持英文输入和手写识别输入，如图61.2.9.3所示：   图61.2.9.3中文输入和标点符号输入        上图中，左侧的图片为英文输入界面，比较简单；右侧的图片为手写识别的输入界面，这里我们也是用到前面手写识别实验的知识实现的。        只要新建文本文件有被编辑过，那么在返回（按TPAD返回）的时候，系统会提示是否保存，如图61.2.9.4所示：   图61.2.9.4保存提示和编辑已有文件        上图中，左侧图片为提示保存界面，如果选择确定，该文件将被保存在SD卡根目录的TEXT文件夹里面。右侧图片为打开已有文件进行编辑的界面，这样我们就可以在战舰STM32开发板上编辑.txt/.h/.c/.lrc文件了。 61.2.10 运行器 双击主界面的运行器图标，首先进入文件浏览界面，如图61.2.10.1所示：   图61.2.10.1文件浏览和运行警告        上图中，左侧为文件浏览界面，图中显示了可运行的bin文件有41个，这些全部来自我们的标准例程。bin文件的生成办法，请参考串口IAP实验这个章节。本运行器支持60K字节以内的程序运行（FLASH+SRAM总共不超过60K），我们的例程有多达41个实验可以直接在运行器里面运行(生成.bin文件)，我们提供了SRAM APP版本的例程，编译后直接生成.bin文件，拷贝到SD卡，即可运行查看实验现象。所有41个例程的.bin文件，我们已单独放到一个文件夹，供大家测试使用。通过运行器，大家可以直接运行我们大部分例程，而不用再去刷代码了，方便大家测试和验证我们的实验。        右侧的图片是运行前的警告界面，因为一旦执行.bin文件，我们的系统将无法恢复，只能靠复位重启。点击确定之后，STM32就开始运行你所选择的.bin文件了，实验现象和对应实验所描述的现象一模一样。之后， 61.2.11 3D 双击主界面的3D图标，进入3D演示界面，如图61.2.11.1所示：   图61.2.11.1文件浏览和运行警告        左侧的图片为我们刚进入是的界面（假设板子是水平放置的），此时可以看到X/Y/Z三个方向的角度基本都是0，屏幕中心为一个立方体图形，该图形会随着角度的变化而变化。右侧的图片，显示了我们后我们把板子倾斜一定角度放置时的情况，可以看到X/Y/Z角度都发生了变化，而且立方体图形也产生了变化。        我们还可以通过触摸屏来控制立方体的转动，直接在屏幕滑动即可看到立方体随着我们的滑动而改变方向（视角）。 61.2.12 手写画笔        双击主界面的手写画笔图标，首先弹出模式选择对话框，如图61.2.12.1所示：   图61.2.12.1模式选择和新建画笔        上图中，左侧图片为我们双击手写画笔后，弹出的模式选择界面，我们可以选择新建画笔，建立一个新的文件；也可以选择打开一个已有的位图进行编辑。右侧的图片为我们新建画笔后输入的内容，默认画笔为最小尺寸，颜色为红色。画笔的颜色和尺寸是可以设置的，按WK_UP按键，则弹出画笔设置对话框，如图61.2.12.2所示：   图61.2.12.2画笔设置和画笔颜色设置        上图中，左侧的图片为按WK_UP按键后弹出的画笔设置对话框，我们可以选择对画笔颜色和画笔尺寸进行设置。右侧的图片为画笔颜色设置对话框，在该对话框里面，我们可以直接在颜色条快速输入要设置的颜色，也可以通过下方的三个滚动条进行精确设置，右侧的正方形区域为预览区。画笔尺寸设置界面如图61.2.12.3所示：   图61.2.12.3画笔尺寸设置和完成后的画图        上图中，左侧为画笔尺寸设置界面，我们可以通过滚动条设置画笔尺寸，对话框显示了画笔尺寸和对应的预览图。右侧的图片为我们完成的画图文件，在返回主界面（按TPAD）的时候，会提示保存，如图61.2.12.4所示：   图61.2.12.4保存画图和编辑已有位图        上图中，左侧为我们退出时弹出的提示保存对话框，如果选择确定，新的画图文件将会被保存在SD卡的PAINT文件夹里面，命名方式是以时间命名的，如PAINT20120907133223.bmp。        右侧的图片为对打开的位图进行编辑的界面，通过这个功能，我们可以在开发板上实现对一些相片（bmp格式）进行涂鸦。 61.2.13 照相机        双击主界面的照相机图标，首先初始化OV7670摄像头模块，如图61.2.13.1所示：   图61.2.13.1 初始化OV7670和等待拍照        在初始化OV7670之后，进入等待拍照模式，此时我们可以通过点击屏幕，弹出相机设置对话框，对摄像头的参数进行设置，如图61.2.13.2：   图61.2.13.2 相机设置和优先模式设置        在相机设置界面，我们可以对很多参数进行调节。右侧的图片为优先模式设置，支持速度优先和清晰度优先（通过降低帧率实现）两种模式，我们默认的是速度优先模式。 再来看看场景设置和特效设置，如图61.2.13.3所示：   图61.2.13.3 场景设置和特效设置        场景设置支持5种常用场景，特效设置支持6种特效（不含普通模式），我们可以根据自己的需要选择。  省略部分内容！！

   第六十章 UCOSII实验3-消息队列、信号量集和软件定时器   上一章，我们学习了UCOSII的信号量和邮箱的使用，本章，我们将学习消息队列、信号量集和软件定时器的使用。本章分为如下几个部分： 60.1 UCOSII消息队列、信号量集和软件定时器简介 60.2 硬件设计 60.3 软件设计 60.4 下载验证   60.1 UCOSII消息队列、信号量集和软件定时器简介 上一章，我们介绍了信号量和邮箱的使用，本章我们介绍比较复杂消息队列、信号量集以及软件定时器的使用。 消息队列 使用消息队列可以在任务之间传递多条消息。消息队列由三个部分组成：事件控制块、消息队列和消息。当把事件控制块成员OSEventType的值置为OS_EVENT_TYPE_Q时，该事件控制块描述的就是一个消息队列。 消息队列的数据结构如图60.1.1所示。从图中可以看到，消息队列相当于一个共用一个任务等待列表的消息邮箱数组，事件控制块成员OSEventPtr指向了一个叫做队列控制块（OS_Q）的结构，该结构管理了一个数组MsgTbl ;   //定时器控制块数组 OS_EXT OS_TMR *OSTmrFreeList;                             //空闲定时器控制块链表指针 OS_EXT OS_TMR_WHEEL OSTmrWheelTbl ;//定时器轮 其中OS_TMR为定时器控制块，定时器控制块是软件定时器管理的基本单元，包含软件定时器的名称、定时时间、在链表中的位置、使用状态、使用方式，以及到时回调函数及其参数等基本信息。 OSTmrTbl ;：以数组的形式静态分配定时器控制块所需的RAM空间，并存储所有已建立的定时器控制块，OS_TMR_CFG_MAX为最大软件定时器的个数。 OSTmrFreeLiSt：为空闲定时器控制块链表头指针。空闲态的定时器控制块(OS_TMR)中，OSTmrnext和OSTmrPrev两个指针分别指向空闲控制块的前一个和后一个，组织了空闲控制块双向链表。建立定时器时，从这个链表中搜索空闲定时器控制块。 OSTmrWheelTbl ：该数组的每个元素都是已开启定时器的一个分组，元素中记录了指向该分组中第一个定时器控制块的指针，以及定时器控制块的个数。运行态的定时器控制块(OS_TMR)中，OSTmrnext和OSTmrPrev两个指针同样也组织了所在分组中定时器控制块的双向链表。软件定时器管理所需的数据结构示意图如图60.1.5所示：   图60.1.5 软件定时器管理所需的数据结构示意图 OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE定义了OSTmrWheelTbl的大小，同时这个值也是定时器分组的依据。按照定时器到时值与OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE相除的余数进行分组：不同余数的定时器放在不同分组中；相同余数的定时器处在同一组中，由双向链表连接。这样，余数值为0～OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE-1的不同定时器控制块，正好分别对应了数组元素OSTmr-WheelTbl ～OSTmrWheelTbl 的不同分组。每次时钟节拍到来时，时钟数OSTmrTime值加1，然后也进行求余操作，只有余数相同的那组定时器才有可能到时，所以只对该组定时器进行判断。这种方法比循环判断所有定时器更高效。随着时钟数的累加，处理的分组也由0～OS_TMR_CFG_WHE EL_SIZE-1循环。这里，我们推荐OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE的取值为2的N次方，以便采用移位操作计算余数，缩短处理时间。 信号量唤醒定时器管理任务，计算出当前所要处理的分组后，程序遍历该分组中的所有控制块，将当前OSTmrTime值与定时器控制块中的到时值（OSTmrMatch）相比较。若相等(即到时)，则调用该定时器到时回调函数；若不相等，则判断该组中下一个定时器控制块。如此操作，直到该分组链表的结尾。软件定时器管理任务的流程如图60.1.6所示。   图60.1.6 软件定时器管理任务流程 当运行完软件定时器的到时处理函数之后，需要进行该定时器控制块在链表中的移除和再插入操作。插入前需要重新计算定时器下次到时时所处的分组。计算公式如下： 定时器下次到时的OSTmrTime值(OSTmrMatch)=定时器定时值+当前OSTmrTime值 新分组=定时器下次到时的OSTmrTime值(OSTmrMatch)%OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE 接下来我们看看在UCOSII中，与软件定时器相关的几个函数。 1）  创建软件定时器函数 创建软件定时器通过函数OSTmrCreate实现，该函数原型为：OS_TMR *OSTmrCreate (INT32U dly, INT32U period, INT8U opt, OS_TMR_CALLBACK callback,void  *callback_arg, INT8U *pname, INT8U *perr)。 dly，用于初始化定时时间，对单次定时（ONE-SHOT模式）的软件定时器来说，这就是该定时器的定时时间，而对于周期定时（PERIODIC模式）的软件定时器来说，这是该定时器第一次定时的时间，从第二次开始定时时间变为period。 period，在周期定时（PERIODIC模式），该值为软件定时器的周期溢出时间。 opt，用于设置软件定时器工作模式。可以设置的值为：OS_TMR_OPT_ONE_SHOT或OS_TMR_OPT_PERIODIC，如果设置为前者，说明是一个单次定时器；设置为后者则表示是周期定时器。 callback，为软件定时器的回调函数，当软件定时器的定时时间到达时，会调用该函数。 callback_arg，回调函数的参数。 pname，为软件定时器的名字。 perr，为错误信息。 软件定时器的回调函数有固定的格式，我们必须按照这个格式编写，软件定时器的回调函数格式为：void (*OS_TMR_CALLBACK)(void *ptmr, void *parg)。其中，函数名我们可以自己随意设置，而ptmr这个参数，软件定时器用来传递当前定时器的控制块指针，所以我们一般设置其类型为OS_TMR*类型，第二个参数（parg）为回调函数的参数，这个就可以根据自己需要设置了，你也可以不用，但是必须有这个参数。 2）  开启软件定时器函数 任务可以通过调用函数OSTmrStart开启某个软件定时器，该函数的原型为：BOOLEAN  OSTmrStart (OS_TMR *ptmr, INT8U *perr)。其中ptmr为要开启的软件定时器指针，perr为错误信息。 3）  停止软件定时器函数 任务可以通过调用函数OSTmrStop停止某个软件定时器，该函数的原型为：BOOLEAN  OSTmrStop (OS_TMR *ptmr,INT8U opt,void *callback_arg,INT8U *perr)。 其中ptmr为要停止的软件定时器指针。 opt为停止选项，可以设置的值及其对应的意义为：        OS_TMR_OPT_NONE，直接停止，不做任何其他处理        OS_TMR_OPT_CALLBACK，停止，用初始化的参数执行一次回调函数        OS_TMR_OPT_CALLBACK_ARG，停止，用新的参数执行一次回调函数            callback_arg，新的回调函数参数。            perr，错误信息。 软件定时器我们就介绍到这。 60.2 硬件设计 本节实验功能简介：本章我们在UCOSII里面创建7个任务：开始任务、LED任务、触摸屏任务、队列消息显示任务、信号量集任务、按键扫描任务和主任务，开始任务用于创建邮箱、消息队列、信号量集以及其他任务，之后挂起；触摸屏任务用于在屏幕上画图，测试CPU使用率；队列消息显示任务请求消息队列，在得到消息后显示收到的消息数据；信号量集任务用于测试信号量集，采用OS_FLAG_WAIT_SET_ANY的方法，任何按键按下（包括TPAD），该任务都会控制蜂鸣器发出“滴”的一声；按键扫描任务用于按键扫描，优先级最高，将得到的键值通过消息邮箱发送出去；主任务创建3个软件定时器（定时器1，100ms溢出一次，显示CPU和内存使用率；定时2，200ms溢出一次，在固定区域不停的显示不同颜色；定时3，,100ms溢出一次，用于自动发送消息到消息队列），并通过查询消息邮箱获得键值，根据键值执行DS1控制、控制软件定时器3的开关、触摸区域清屏、触摸屏校和软件定时器2的开关控制等。 所要用到的硬件资源如下： 1）  指示灯DS0 、DS1  2）  4个机械按键（KEY0/KEY1/KEY2/WK_UP） 3）  TPAD触摸按键 4）  蜂鸣器 5）  TFTLCD模块 这些，我们在前面的学习中都已经介绍过了。 60.3 软件设计 本章，我们在第四十三章实验 （实验38 ）的基础上修改，首先，是UCOSII代码的添加，具体方法同第五十九章一模一样，本章就不再详细介绍了。本章OS_TICKS_PER_SEC的设置还是为500，即UCOSII的时钟节拍为2ms。另外由于我们创建了7个任务，加上统计任务、空闲任务和软件定时器任务，总共10个任务，如果你还想添加其他任务，请把OS_MAX_TASKS的值适当改大。 另外，我们还需要在os_cfg.h里面修改软件定时器管理部分的宏定义，修改如下： #define OS_TMR_EN                           1u         //使能软件定时器功能 #define OS_TMR_CFG_MAX                  16u       //最大软件定时器个数 #define OS_TMR_CFG_NAME_EN              1u        //使能软件定时器命名 #define OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE          8u        //软件定时器轮大小 #define OS_TMR_CFG_TICKS_PER_SEC       100u      //软件定时器的时钟节拍（10ms） #define OS_TASK_TMR_PRIO                        0u        //软件定时器的优先级,设置为最高     这样我们就使能UCOSII的软件定时器功能了，并且设置最大软件定时器个数为16，定时器轮大小为8，软件定时器时钟节拍为10ms（即定时器的最少溢出时间为10ms）。 最后，我们只需要修改test.c函数了，打开test.c，输入如下代码： 　／／省略部分内容！！！见附件。    

第五十九章 UCOSII实验2-信号量和邮箱      上一章，我们学习了如何使用UCOSII，学习了UCOSII的任务调度，但是并没有用到任务间的同步与通信，本章我们将学习两个最基本的任务间通讯方式：信号量和邮箱。本章分为如下几个部分： 59.1 UCOSII信号量和邮箱简介 59.2 硬件设计 59.3 软件设计 59.4 下载验证  59.1 UCOSII信号量和邮箱简介 系统中的多个任务在运行时，经常需要互相无冲突地访问同一个共享资源，或者需要互相支持和依赖，甚至有时还要互相加以必要的限制和制约，才保证任务的顺利运行。因此，操作系统必须具有对任务的运行进行协调的能力，从而使任务之间可以无冲突、流畅地同步运行，而不致导致灾难性的后果。 例如，任务A和任务B共享一台打印机，如果系统已经把打印机分配给了任务A，则任务B因不能获得打印机的使用权而应该处于等待状态，只有当任务A把打印机释放后，系统才能唤醒任务B使其获得打印机的使用权。如果这两个任务不这样做，那么会造成极大的混乱 。 任务间的同步依赖于任务间的通信。在UCOSII中，是使用信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列这些被称作事件的中间环节来实现任务之间的通信的。本章，我们仅介绍信号量和邮箱，消息队列将会在下一章介绍。 事件        两个任务通过事件进行通讯的示意图如图59.1.1所示：   图59.1.1 两个任务使用事件进行通信的示意图 在图59.1.1中任务1是发信方，任务2是收信方。任务1负责把信息发送到事件上，这项操作叫做发送事件。任务2通过读取事件操作对事件进行查询：如果有信息则读取，否则等待。读事件操作叫做请求事件。 为了把描述事件的数据结构统一起来，UCOSII使用叫做事件控制块(ECB)的数据结构来描述诸如信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列这些事件。事件控制块中包含包括等待任务表在内的所有有关事件的数据，事件控制块结构体定义如下： typedef struct {    INT8U  OSEventType;                 //事件的类型    INT16U OSEventCnt;                   //信号量计数器    void *OSEventPtr;                        //消息或消息队列的指针    INT8U  OSEventGrp;                  //等待事件的任务组    INT8U OSEventTbl ;//任务等待表 #if OS_EVENT_NAME_EN 0u     INT8U   *OSEventName;          //事件名 #endif } OS_EVENT; 信号量 信号量是一类事件。使用信号量的最初目的，是为了给共享资源设立一个标志，该标志表示该共享资源的占用情况。这样，当一个任务在访问共享资源之前，就可以先对这个标志进行查询，从而在了解资源被占用的情况之后，再来决定自己的行为。 信号量可以分为两种：一种是二值型信号量，另外一种是N值信号量。 二值型信号量好比家里的座机，任何时候，只能有一个人占用。而N值信号量，则好比公共电话亭，可以同时有多个人（N个）使用。 UCOSII将二值型信号量称之为也叫互斥型信号量，将N值信号量称之为计数型信号量，也就是普通的信号量。本章，我们介绍的是普通信号量，互斥型信号量的介绍，请参考《嵌入式实时操作系统UCOSII原理及应用》5.4节。 接下来我们看看在UCOSII中，与信号量相关的几个函数（未全部列出，下同）。 1）  创建信号量函数 在使用信号量之前，我们必须用函数OSSemCreate来创建一个信号量，该函数的原型为：OS_EVENT *OSSemCreate (INT16U cnt)。该函数返回值为已创建的信号量的指针，而参数cnt则是信号量计数器（OSEventCnt）的初始值。 2）  请求信号量函数 任务通过调用函数OSSemPend请求信号量，该函数原型如下：void OSSemPend ( OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err)。其中，参数pevent是被请求信号量的指针，timeout为等待时限，err为错误信息。 为防止任务因得不到信号量而处于长期的等待状态，函数OSSemPend允许用参数timeout设置一个等待时间的限制，当任务等待的时间超过timeout时可以结束等待状态而 进入就绪状态。如果参数timeout被设置为0，则表明任务的等待时间为无限长。 3）  发送信号量函数 任务获得信号量，并在访问共享资源结束以后，必须要释放信号量，释放信号量也叫做发送信号量，发送信号通过OSSemPost函数实现 。OSSemPost 函数在对信号量的计数器操作之前，首先要检查是否还有等待该信号量的任务。如果没有，就把信号量计数器OSEventCnt加一；如果有，则调用调度器OS_Sched( )去运行等待任务中优先级别最高的任务。函数OSSemPost的原型为：INT8U OSSemPost(OS_EVENT *pevent)。其中，pevent为信号量指针，该函数在调用成功后，返回值为OS_ON_ERR，否则会根据具体错误返回OS_ERR_EVENT_TYPE、OS_SEM_OVF。 4）  删除信号量函数 应用程序如果不需要某个信号量了，那么可以调用函数OSSemDel来删除该信号量，该函数的原型为：OS_EVENT *OSSemDel (OS_EVENT *pevent,INT8U opt, INT8U *err)。其中，pevent为要删除的信号量指针，opt为删除条件选项，err为错误信息。 邮箱 在多任务操作系统中，常常需要在任务与任务之间通过传递一个数据（这种数据叫做“消息”）的方式来进行通信。为了达到这个目的，可以在内存中创建一个存储空间作为该数据的缓冲区。如果把这个缓冲区称之为消息缓冲区，这样在任务间传递数据（消息）的最简单办法就是传递消息缓冲区的指针。我们把用来传递消息缓冲区指针的数据结构叫做邮箱（消息邮箱）。 在UCOSII中，我们通过事件控制块的OSEventPrt来传递消息缓冲区指针，同时使事件控制块的成员OSEventType为常数OS_EVENT_TYPE_MBOX，则该事件控制块就叫做消息邮箱。 接下来我们看看在UCOSII中，与消息邮箱相关的几个函数。 1）  创建邮箱函数 创建邮箱通过函数OSMboxCreate实现，该函数原型为：OS_EVENT *OSMboxCreate (void *msg)。函数中的参数msg为消息的指针，函数的返回值为消息邮箱的指针。 调用函数OSMboxCreate需先定义msg的初始值。在一般的情况下，这个初始值为NULL；但也可以事先定义一个邮箱，然后把这个邮箱的指针作为参数传递到函数OSMboxCreate 中，使之一开始就指向一个邮箱。 2）  向邮箱发送消息函数 任务可以通过调用函数OSMboxPost 向消息邮箱发送消息，这个函数的原型为：INT8U OSMboxPost (OS_EVENT *pevent,void *msg)。其中pevent为消息邮箱的指针，msg为消息指针。 3）  请求邮箱函数 当一个任务请求邮箱时需要调用函数OSMboxPend，这个函数的主要作用就是查看邮箱指针OSEventPtr是否为NULL，如果不是NULL就把邮箱中的消息指针返回给调用函数的任务，同时用OS_NO_ERR通过函数的参数err通知任务获取消息成功；如果邮箱指针OSEventPtr是NULL，则使任务进入等待状态，并引发一次任务调度。 函数OSMboxPend的原型为：void *OSMboxPend (OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err)。其中pevent为请求邮箱指针，timeout为等待时限，err为错误信息。 4）  查询邮箱状态函数 任务可以通过调用函数OSMboxQuery查询邮箱的当前状态。该函数原型为：INT8U OSMboxQuery(OS_EVENT *pevent,OS_MBOX_DATA *pdata)。其中pevent为消息邮箱指针，pdata为存放邮箱信息的结构。 5）  删除邮箱函数 在邮箱不再使用的时候，我们可以通过调用函数OSMboxDel来删除一个邮箱，该函数原型为：OS_EVENT *OSMboxDel(OS_EVENT *pevent,INT8U opt,INT8U *err)。其中pevent为消息邮箱指针，opt为删除选项，err为错误信息。   关于UCOSII信号量和邮箱的介绍，就到这里。更详细的介绍，请参考《嵌入式实时操作系统UCOSII原理及应用》第五章。 59.2 硬件设计 本节实验功能简介：本章我们在UCOSII里面创建6个任务：开始任务、LED任务、触摸屏任务、蜂鸣器任务、按键扫描任务和主任务，开始任务用于创建信号量、创建邮箱、初始化统计任务以及其他任务的创建，之后挂起；LED任务用于DS0控制，提示程序运行状况；蜂鸣器任务用于测试信号量，是请求信号量函数，每得到一个信号量，蜂鸣器就叫一次；触摸屏任务用于在屏幕上画图，可以用于测试CPU使用率；按键扫描任务用于按键扫描，优先级最高，将得到的键值通过消息邮箱发送出去；主任务则通过查询消息邮箱获得键值，并根据键值执行DS1控制、信号量发送（蜂鸣器控制）、触摸区域清屏和触摸屏校准等控制。 所要用到的硬件资源如下： 1）  指示灯DS0 、DS1  2）  4个按键（KEY0/KEY1/KEY2/WK_UP） 3）  蜂鸣器 4）  TFTLCD模块 这些，我们在前面的学习中都已经介绍过了。 59.3 软件设计 本章，我们在第三十一章实验 （实验26 ）的基础上修改。首先，是UCOSII代码的添加，具体方法同上一章一模一样，本章就不再详细介绍了。不过，本章我们将OS_TICKS_PER_SEC设置为500，即UCOSII的时钟节拍为2ms。 在加入UCOSII代码后，我们只需要修改test.c函数了，打开test.c，输入如下代码： /////////////////////////UCOSII任务设置/////////////////////////////////// //START 任务 #define START_TASK_PRIO                        10           //设置任务优先级 #define START_STK_SIZE                             64           //设置任务堆栈大小 OS_STK START_TASK_STK ;         //任务堆栈     void start_task(void *pdata);                                            //任务函数                        //LED任务 #define LED_TASK_PRIO                          7            //设置任务优先级 #define LED_STK_SIZE                              64           //设置任务堆栈大小 OS_STK LED_TASK_STK ;                //任务堆栈 void led_task(void *pdata);                                             //任务函数   //触摸屏任务 #define TOUCH_TASK_PRIO                           6            //设置任务优先级 #define TOUCH_STK_SIZE                            64           //设置任务堆栈大小 OS_STK TOUCH_TASK_STK ;       //任务堆栈     void touch_task(void *pdata);                                         //任务函数     //篇幅所限，省略部分代码。 该部分代码我们创建了6个任务：start_task、led_task、beep_task、touch_task、main_task和key_task，优先级分别是10和7~3，堆栈大小除了main_task是128，其他都是64。 该程序的运行流程就比上一章复杂了一些，我们创建了消息邮箱msg_key，用于按键任务和主任务之间的数据传输（传递键值），另外创建了信号量sem_beep，用于蜂鸣器任务和主任务之间的通信。 本代码中，我们使用了UCOSII提供的CPU统计任务，通过OSStatInit初始化CPU统计任务，然后在主任务中显示CPU使用率。 另外，在主任务中，我们用到了任务的挂起和恢复函数，在执行触摸屏校准的时候，我们必须先将触摸屏任务挂起，待校准完成之后，再恢复触摸屏任务。这是因为触摸屏校准和触摸屏任务都用到了触摸屏和TFTLCD，而这两个东西是不支持多个任务占用的，所以必须采用独占的方式使用，否则可能导致数据错乱。 软件设计部分就为大家介绍到这里。 59.4 下载验证 在代码编译成功之后，我们通过下载代码到战舰STM32开发板上，可以看到LCD显示界面如图59.4.1所示：   图59.4.1 初始界面        从图中可以看出，默认状态下，CPU使用率仅为1%。此时通过在触摸区域画图，可以看到CPU使用率飙升(42%)，说明触摸屏任务是一个很占CPU的任务；通过按KEY0，可以控制DS1的亮灭；通过按KEY1则可以控制蜂鸣器的发声（连续按下多次后，可以看到蜂鸣每隔1秒叫一次），同时，可以在LCD上面看到信号量的当前值；通过按KEY2，可以清除触摸屏的输入；通过按WK_UP可以进入校准程序，进行触摸屏校准。  

建立任务 /***************************************************************************************** 125 * 建立一个新任务 (CREATE A TASK) 127 * 描述 : 建立一个新任务。任务的建立可以在多任务环境启动之前 , 也可以在正在运行的任务中建立 . 中断处理程序中不能建立任务 . 一个任务必须为无限循环结构 ( 如下所示 ), 且不能有返回点。 129 * OSTaskCreate() 是为与先前的μ C/OS 版本保持兼容 , 新增的特性在 OSTaskCreateExt() 函数中 . 130 * 无论用户程序中是否产生中断 , 在初始化任务堆栈时 , 堆栈的结构必须与 CPU 中断后寄存器入栈的顺序结构相同 . 详细说明请参考所用处理器的手册。 133 * 参数 : task 是指向任务代码的指针。 135 * pdata 指向一个数据结构，该结构用来在建立任务时向任务传递参数。下例中说明 uC/OS 中的任务结构以及如何传递参数 pdata ： 137 * void Task (void *pdata) 138 * { 139 * ... // 对参数 'pdata' 进行操作 140 * for (;;) { // 任务函数体 . 143 * // 在任务体中必须调用如下函数之一 : 144 * // OSMboxPend() 用于任务等待消息，消息通过中断或另外的任务发送给需要的任务 145 * // OSF1gPend() 用于任务等待事件标志中的事件标志 146 * // OSMutexPend() 任务需要独占资源 147 * // OSQPend() 用于任务等待消息 148 * // OSSemPend() 用于任务试图取得共享资源的使用权，任务需要与其它任务或中断 149 * 同步及任务需要等待特定事件的发生场合 150 * // OSTimeDly() 任务延时若干时钟节拍 151 * // OSTimeDlyHMSM() 任务延时若干时间 152 * // OSTaskSuspend() 挂起任务本身 153 * // OSTaskDel() 删除任务本身 154 * ... 156 * } 157 * ptos 为指向任务堆栈栈顶的指针。任务堆栈用来保存局部变量 , 函数参数 , 返回地址以及任务被中断时的 CPU 寄存器内容 . 任务堆栈的大小决定于任务的需要及预计的中断嵌套层数。计算堆栈的大小 , 需要知道任务的局部变量所占的空间 , 可能产生嵌套调用的函数，及中断嵌套所需空间。如果初始化常量 OS_STK_GROWTH 设为 1, 堆栈被设为从内存高地址向低地址增长，此时 ptos 应该指向任务堆栈空间的最高地址。反之 , 如果 OS_STK_GROWTH 设为 0, 堆栈将从内存的低地址向高地址增长。 164 * prio 为任务的优先级。每个任务必须有一个唯一的优先级作为标识。数字越小，优先级越高。 166 * 返回 : OS_NO_ERR 函数调用成功 ; 167 * OS_PRIO_EXIT 具有该优先级的任务已经存在 ; 168 * OS_PRIO_INVALID 参数指定的优先级大于 OS_LOWEST_PRIO; (i.e. = OS_LOWEST_PRIO) 169 * OS_NO_MORE_TCB 系统中没有 OS_TCB 可以分配给任务了。 170 * 171 * 注意 : 1 、任务堆栈必须声明为 OS_STK 类型。 172 * 2 、在任务中必须调用 uC/OS 提供的下述过程之一：延时等待、任务挂起、等待事件发生（等待信 173 * 号量，消息邮箱、消息队列），以使其他任务得到 CPU 。 174 * 3 、用户程序中不能使用优先级 0 ， 1 ， 2 ， 3 ，以及 OS_LOWEST_PRIO-3,OS_LOWEST_PRIO-2, OS_LOWEST_PRIO-1, OS_LOWEST_PRIO 。这些优先级μ C/OS 系统保留，其余的 56 个优先级提供给应用程序。 177 ***********************************************************************************/ 181 INT8U OSTaskCreate ( void (*task)( void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT8U prio) OSTaskCreate (Task0,(void *)0, Task0Stk , 10);   交流QQ群：74204669

LPC1114的工业级UCOS II 移植