《K64进阶笔记》节选-嵌入式系统软件的典型开发框架(2)

suyong_yq

嵌入式系统软件的典型开发框架

• 基本的超循环结构
• 使用中断的前后台结构
• 完全依赖中断的事件驱动系统
• 状态机驱动系统——玩转按键
• 总结
  

2. 使用中断的前后台结构

2.1 程序结构

当系统硬件支持的中断源被外部事件触发时，会产生中断信号传递到芯片内部的中断管理系统中，中断管理系统对中断信号进行仲裁，在判定可以响应后，打断CPU正常执行的程序，CPU临时转入执行中断源对应的服务程序，之后，CPU再返回到之前的正常程序继续执行，这就是单片机系统响应中断事件过程的简要描述。在应用程序对中断响应的设计需求下，将中断处理机制引入到基本超循环结构中去，从而产生了与之对应的“前后台”软件设计结构。

图2

在需要处理较多交互过程的单片机应用设计中，普遍使用的外部中断事件主要是定时器中断和引脚电平的脉冲中断，这两类中断事件通常作为一个“事件”的触发信号被系统所识别，从而在应用程序中被较为复杂的服务程序所处理。中断事件是由外部环境异步产生，对外部事件的响应“随叫随到”，对应的中断服务程序相对于main函数中的超循环相互独立，因此可以被看作是CPU执行程序的“另一条线程”。

特点：使用硬件实现了多线程的，通过异步的中断可实现对外部事件实时响应。

2.1 样例程序 （1个）

Blinky_v1.3_UARTRx

1. /*!
   
2. * @file main.c
   
3. * @author suyong_yq@126.com
   
4. */
   
5. 
   
6. #include "app_inc.h"
   
7. 
   
8. void MyDelayMs(uint32_t ms)
   
9. {
   
10.     uint32_t i, j;
    
11. 
    
12.     for (i = 0U; i < ms; i++)
    
13.     {
    
14.         for (j = 0U; j < 60000; j++)
    
15.         {
    
16.             __ASM("NOP");
    
17.         }
    
18.     }
    
19. }
    
20. 
    
21. int main(void)
    
22. {
    
23.     /* Initialize the board. */
    
24.     BSP_InitSystem();
    
25.     BSP_InitStdioUART(115200);
    
26.     BSP_InitLEDGPIO();
    
27.     BSP_InitKeyGPIO();
    
28. 
    
29.     printf("\r\nBlinky_Key Project.\r\n");
    
30. 
    
31.     /* Led. */
    
32.     GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED1_PORT, BSP_GPIO_LED1_PIN, true);
    
33.     GPIO_SetPinDir(BSP_GPIO_LED1_PORT, BSP_GPIO_LED1_PIN, true);
    
34.     GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED2_PORT, BSP_GPIO_LED2_PIN, true);
    
35.     GPIO_SetPinDir(BSP_GPIO_LED2_PORT, BSP_GPIO_LED2_PIN, true);
    
36.     GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED3_PORT, BSP_GPIO_LED3_PIN, true);
    
37.     GPIO_SetPinDir(BSP_GPIO_LED3_PORT, BSP_GPIO_LED3_PIN, true);
    
38.     /* Key. */
    
39.     GPIO_SetPinDir(BSP_GPIO_KEY1_PORT, BSP_GPIO_KEY1_PIN, false);
    
40.     GPIO_SetPinDir(BSP_GPIO_KEY2_PORT, BSP_GPIO_KEY2_PIN, false);
    
41. 
    
42.     printf("Press Key1/2 to switch on the Led1/2 ...\r\n");
    
43.     printf("Type anything into terminal to toggle the Led3\r\n");
    
44. 
    
45.     /* Enable the interrupt for UART0 Rx. */
    
46.     NVIC_EnableIRQ(UART0_RX_TX_IRQn);
    
47.     UART_SetIntEnabledOnRxBufferFull(UART0, true);
    
48. 
    
49.     while (1)
    
50.     {
    
51.         /* Key1 -> Led1. */
    
52.         if (!GPIO_GetPinLogic(BSP_GPIO_KEY1_PORT, BSP_GPIO_KEY1_PIN)) /* Key down. */
    
53.         {
    
54.             GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED1_PORT, BSP_GPIO_LED1_PIN, false);
    
55.             MyDelayMs(1000U);
    
56.         }
    
57.         else /* Key up. */
    
58.         {
    
59.             GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED1_PORT, BSP_GPIO_LED1_PIN, true);
    
60.         }
    
61.         /* Key2 -> Led2. */
    
62.         if (!GPIO_GetPinLogic(BSP_GPIO_KEY2_PORT, BSP_GPIO_KEY2_PIN)) /* Key down. */
    
63.         {
    
64.             GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED2_PORT, BSP_GPIO_LED2_PIN, false);
    
65.         }
    
66.         else /* Key up. */
    
67.         {
    
68.             GPIO_SetPinLogic(BSP_GPIO_LED2_PORT, BSP_GPIO_LED2_PIN, true);
    
69.         }
    
70.     }
    
71. }
    
72. 
    
73. /* ISR for UART0 */
    
74. void UART0_RX_TX_IRQHandler(void)
    
75. {
    
76.     volatile uint8_t tmp8;
    
77.     /* ISR for RX. */
    
78.     if (UART_IsRxBufferFull(UART0))
    
79.     {
    
80.         tmp8 = UART_GetRxData(UART0); /* Read rx data to clear rx flag. */
    
81. 
    
82.         /* Toggle the Led3. */
    
83.         GPIO_TogglePinLogic(BSP_GPIO_LED3_PORT, BSP_GPIO_LED3_PIN);
    
84.     }
    
85. }
    
86. 
    
87. /* EOF. */
    

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