嵌入式系统多任务软件设计Word下载.docx
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OpenOSFile：
以读取或写入的模式打开指定的文件，并创建FILE结构，为文件读取分配缓冲区，返回当前指向文件结构（FILE）的指针
ReadOSFile:
读取已经打开的文件到指定的缓冲区，如果成功则返回读取的字节数
WriteOSFile：
把缓冲区写入指定的文件，如果成功则返回TRUE；
否则返回FALSE
LineReadOSFile：
读取指定文件的一行，返回读取文件的字节数
CloseOSFile:
关闭打开的文件，释放文件缓冲区
GetNextFileName：
得到文件目录分配表中指定位置的文件名，文件位置自动下移。
如果文件有效则返回TRUE;
ListNextFileName:
列出当前位置开始第一个指定扩展名的文件，如果没有则返回FALSE
2、基于Unicode的汉字字库
基于32位嵌入式处理器的硬件平台，有着较高的运算速度和大容量的内存，为人机交互建立GUI是首选的方式。
针对常用的图形用户界面建立相应的API函数，主要包括基于Unicode的汉字字库，典型的控件和基本绘图函数
Unicode与传统字符编码集相比具有明显的优势:
首先,使用Unicode避免了乱码的产生,使得国际间文本数据交换成为可能。
其次，解决了多语言文本同平面共存的问题。
最后，实现了软件的全球化。
在图形操作系统中,字符通常有两种存储方式。
一种方式存储的是字符的图形点阵，另一种方式是存储汉字的矢量图形。
在嵌入式处理中，因为处理器的性能和嵌入式系统资源不如PC机，而且一般只针对专用系统设计，基本使用的是图形点阵字库。
用于Unicode字库显示的相关API函数主要有：
Int2Unicode
定义：
voidInt2Unicode（intnumber,U16str[]）;
功能：
从int型变量到Unicode字符串的转换
参数说明：
number:
被转换的整型数字
str:
转换成的Unicode字符串
Unicode2Int
intUnicode2Int（U16str[]）
Unicode字符串到int型的转换，遇到字符串结束符或者非数字字符时返回，返回值是转换的结果-int型数据
被转换的Unicode字符串
strChar2Unicode
voidstrChar2Unicode（U16ch2[],constcharch1[]）;
char类型到Unicode的编码转换
ch1:
ch2:
被转换的Char字符串
UstrCpy
voidUstrCpy（U16ch1[],U16ch2[]）;
字符串复制
目标字符串
源字符串
3、基本绘图函数
绘图是操作系统图形界面的基础。
在uCOS-II系统环境下，绘图必须通过使用绘图设备上下文（DC）来实现。
绘图设备上下文（DC）中包括了与绘图相关的信息，比如：
画笔的宽度、绘图的原点等等。
这样，在多任务系统中，不同的任务通过不同的绘图设备上下文（DC）绘图才不会互相影响。
绘图设备上下文（DC）的结构定义如下：
intDrawPointx;
intDrawPointy;
//绘图所使用的坐标点
intPenWidth;
//画笔宽度
U32PenMode;
//画笔模式
COLORREFPenColor;
//画笔的颜色
intDrawOrgx;
//绘图的坐标原点位置
intDrawOrgy;
intWndOrgx;
//绘图的窗口坐标位置
intWndOrgy;
intDrawRangex;
//绘图的区域范围
intDrawRangey;
structRECTDrawRect;
//绘图的有效范围
U8bUpdataBuffer;
//是否更新后台缓冲区及显示
U32Fontcolor;
//字符颜色
}DC,*PDC
与绘图设备上下文（DC）有关的函数有：
initOSDC（）用来初始化系统的DC，为DC动
态内存开辟空间；
CreateDC（）和DestoryDC（PDCpdc）分别用来创建和删除DC，前者返回所
创建的DC指针，后者则释放DC的内存空间。
和绘图有关的函数有TextOut（），LineTo（），FillRect（），Circle（），ShowBmp（）等常见的图形函数。
下面实现了一个屏幕绘图程序。
首先，在屏幕上绘制一个圆角矩形和一个整圆。
然后，再在屏幕上无闪烁地绘制一个移动的正弦波，如图10-1所示。
读者将学习使用嵌入式系统的绘图API函数。
理解绘图设备上下文（DC）在多任务操作系统中的作用。
会使用绘图设备上下文（DC）在屏幕上绘制一个圆角矩形和一个圆。
理解绘制防止闪烁的基本原理，可以实现无闪烁的动画。
下面结合代码介绍其实现过程。
图10-1绘制图形
在μC/OS-II操作系统中，液晶显示屏的刷新是通过Lcd_Fresh_Task任务完成的，该任务是在系统附加任务初始化函数OSAddTask_Int（）中定义的，该函数开辟了LCD刷新任务、触摸屏任务和键盘任务等。
绘图首先是在绘图缓冲区中完成的，然后系统自动（也可以通过设置绘图设备上下文参数，不让系统自动刷新）向Lcd_Fresh_Task发送更新信息。
其流程图如图10-2所示。
图10-2绘图流程
因为绘图是在后台进行的，绘制完成后，再更新到液晶屏上。
所以绘图是不用担心反复地擦除屏幕会引起屏幕的闪烁。
这样，可以很方便地实现动画无闪烁的显示。
绘制完一次图形后，必须要使用OSTimeDly（）函数给出一定时间的延时（推荐用200），同时使Main_Task任务主动让出对CPU的控制权。
使Lcd_Fresh_Task任务可以完成刷新。
其源代码如下：
/*****************Main_Test_Task的定义*****************/
voidMain_Task（void*Id）
intoldx,oldy;
/*保存原来坐标系位置*/
PDCpdc;
/*定义绘图设备上下文结构*/
intx,y;
/*坐标*/
doubleoffset=0;
/*x坐标偏移量*/
ClearScreen（）;
/*清屏*/
pdc=CreateDC（）;
/*创建绘图设备上下文*/
SetDrawOrg（pdc,LCDWIDTH/2,LCDHEIGHT/2,&
oldx,&
oldy）;
/*设置绘图原点为屏幕中心*/
Circle（pdc,0,0,50）;
/*画圆*/
MoveTo（pdc,-50,-50）;
/*移动*/
LineTo（pdc,50,-50）;
/*画线*/
ArcTo（pdc,80,-20,TRUE,30）;
/*画弧*/
LineTo（pdc,80,20）;
ArcTo（pdc,50,50,TRUE,30）;
LineTo（pdc,-50,50）;
ArcTo（pdc,-80,20,TRUE,30）;
LineTo（pdc,-80,-20）;
ArcTo（pdc,-50,-50,TRUE,30）;
OSTimeDly（3000）;
/*将任务挂起3秒*/
SetDrawOrg（pdc,0,LCDHEIGHT/2,&
oldx,&
oldy）;
/*设置绘图原点为屏幕左边中部*/
for（;
;
）/*消息循环*/
{
MoveTo（pdc,0,0）;
for（x=0;
x<
LCDWIDTH;
x++）
{
y=（int）（50*sin（（（double）x）/20.0+offset））;
/*画正弦波*/
LineTo（pdc,x,y）;
}
offset+=1;
if（offset>
=2*3.14）
offset=0;
OSTimeDly（1000）;
ClearScreen（）;
}
DestoryDC（pdc）;
/*删除绘图设备上下文*/
本程序中应注意如下几点：
⑴绘图必须通过使用绘图设备上下文（DC）来实现。
绘图设备上下文（DC）中包括了与绘图相关的信息，例如，画笔的宽度、绘图的原点等。
⑵绘制整圆可以用Circle函数，绘制直线用Line函数，绘制圆弧用ArcTo函数。
调试的过程中可以在每个绘图函数之后调用OSTimeDly函数，使系统更新显示，输出到液晶屏上。
⑶为方便绘图，可使用SetDrawOrg函数设置绘图的原点。
⑷因为本次实验不用系统的字符显示，所以，可以去掉Main（）函数中的LoadFont（）函数，以节省系统启动的时间。
4、列表框控件
控件是可视化编程的基础，每个控件是一个相对独立的组件，有其自有的显示方式，动
态内存管理模式以及与系统通信的方法。
对于应用程序开发人员来说，并不需要掌握控件内
部到底是怎么样工作，只需要使用控件提供的API函数，设置控件的属性，即可改变控件的
显示结果。
开发平台的uCOS-II操作系统提供了列表框、文本框、图片框、按钮和窗口等几
种简单的控件及其API函数。
在使用系统控件之前需要通过initOSCtrl（）函数初始化系统的控件，为动态创建控件分配空间。
与系统控件有关的API函数有：
SetWndCtrlFocus（）函数设置窗口中指定ID的控件为焦点控件，返回原来焦点控件的ID；
GetWndCtrlFocus（）函数获取当前焦点控件的ID。
ReDrawOSCtrl（）函数重画所有的系统可见控件，当由于某原因清屏后必须重画控件。
GetCtrlfromID（）函数从指定ID的控件获取该控件的指针。
SetCtrlMessageCallBk（）函数设置指定控件的消息回调函数，程序中收到发给该控件的消
息后可以调用其消息回调函数。
OSOnSysMessage（）函数是系统的消息处理函数，程序中收到消息后可以用该函数将其传
送给控件。
下面是列表框控件的结构定义：
U32CtrlType;
//控件的类型
U32CtrlID;
//列表框控件的ID
structRECTListCtrlRect;
//列表框的位置和大小
structRECTClientRect;
//列表框列表区域
U32FontSize;
//列表框字体大小
U32style;
//列表框的风格
U8bVisible;
//是否可见
PWndparentWnd;
//控件的父窗口指针
U8（*CtrlMsgCallBk）（void*）;
//列表框控件的消息回调函数
U16**pListText;
//列表框所容纳的文本指针
intListMaxNum;
//列表框所容纳的最大文本的行数
intListNum;
//列表框所容纳的文本的行数
intListShowNum;
//列表框所能显示的文本行数
intCurrentHead;
//列表的表头号
intCurrentSel;
//当前选中的列表项号
structRECTListCtrlRollRect;
//列表框滚动条方框
structRECTRollBlockRect;
//列表框滚动条滑块方框
}ListCtrl,*PListCtrl
在程序中可以使用CreateListCtrl（）函数来创建列表框控件，该函数返回指向列表框的指针，并用SetWndCtrlFocus（）函数将焦点转移到该控件上。
注意在系统中每个控件具有唯一的ID，用它来标识控件。
然后就可以使用AddStringListCtrl（）函数向该列表框中添加表项了。
5、文本框控件
文本框控件也是系统的一个基本控件，其结构定义如下：
//控件的ID
structRECTTextCtrlRect;
//文本框的位置和大小
//客户区域
//文本框的字符大小
//文本框的风格
//文本框控件的消息回调函数
U8bIsEdit;
//文本框是否处于编辑状态
char*KeyTable;
//文本框的字符映射表
U16text[40];
//文本框中的字符块
}TextCtrl,*PTextCtrl
对文本框控件的使用和列表框相似，这里可以使用CreateTextCtrl（）函数来创建文本框控件，同样必须指定文本框的唯一ID。
用SetTextCtrlText（）函数即可将Unicode文本添加到文本框中，而GetTextCtrlText（）函数用来获取文本框中字符串的指针。
用AppendChar2TextCtrl（）函数和TextCtrlDeleteChar（）函数分别在文本框中追加一个字符或删除最后一个字符。
也可以用SetTextCtrlEdit（）函数设置文本框为编辑状态，使文本框可以响应键盘消息，通过键盘输入文字。
6、消息循环
通常在多任务操作系统中，任务之间的通讯是通过发送消息来实现的。
消息队列是
uCOS-II操作系统的一种通信机制，它可以使一个任务或者中断服务程序向另一个任务发送
以指针方式定义的变量。
uCOS-II操作系统提供了若干对消息队列进行操作的函数，例如
OSQCreate（），OSQPend（），OSQPost（）等，都定义在OS_Q.C中。
但是，在将uCOS-II移植到
本ARM嵌入式开发平台时，对消息队列相关函数又作了提高，使得程序中对消息队列的使
用变得更加简单易行。
程序中可以用OSCreateMessage（）函数为某个控件创建消息，用
SendMessage（）函数将该消息发送到消息队列中，用WaitMessage（）函数等待消息，用
DeleteMessage（）函数删除消息。
消息的数据结构定义如下：
typedefstruct{
POS_CtrlpOSCtrl;
//消息所发到的窗口（控件），为NULL时指桌面
U32Message;
//消息类型
U32WParam;
//消息参数
U32LParam;
}OSMSG,*POSMSG;
下面是平台的基本消息类型定义：
#defineOSM_KEY1//键盘消息
#defineOSM_TOUCH_SCREEN2//触摸屏消息
#defineOSM_SERIAL100//串口收到数据的消息
#defineOSM_LISTCTRL_SELCHANGE1001//列表框的选择被改变的消息
#defineOSM_LISTCTRL_SELDBCLICK1002//列表框的选择双击消息
#defineOSM_BUTTON_CLICK1003//单击按钮消息
下面是各基本消息类型的参数说明：
Message
WParam
LParam
OSM_KEY
键盘扫描码
OSM_TOUCH_SCREEN
低16位＝触摸点x坐标值
高16位＝触摸点y坐标值
触摸动作
OSM_LISTCTRL_SELCHANGE
CtrlID
CurrentSel
OSM_LISTCTRL_SELDBCLICK
OSM_BUTTON_CLICK
对于键盘消息来说其类型pMsg->
Message＝OSM_KEY，参数pMsg->
WParam则是按键
的键码（pMsg是指向该消息结构体的指针）。
键盘消息是由键盘扫描任务（void
Key_Scan_Task（void*Id））创建并发送到系统的消息队列，键盘扫描任务用函数
KeyBoard_Read（）从IIC的数据收发移位寄存器中获得键盘扫描码，这个扫描码是由
ATMEGA8当有键盘按下时发送到IIC的数据收发移位寄存器的。
主任务由消息队列中得到
消息。
staticvoidKey_Scan_Task（void*Id）
U32key;
INT8Uerr;
POSMSGpmsg;
printk（"
beginkeytask\n"
）;
for（;
）{
OS_FLAGSflag;
flag=OSFlagPend（Input_Flag,UCOS2_KBINPUT,OS_FLAG_WAIT_SET_ANY,0,
&
OSFlagPost（Input_Flag,flag,OS_FLAG_CLR,&
key=KeyBoard_Read（0,FALSE）;
if（key==-1）
continue;
pmsg=OSCreateMessage（NULL,OSM_KEY,key,0）;
if（pmsg）
SendMessage（pmsg）;
应用程序在Main_Task任务中等待消息，并对该消息进行判断和处理，如果是键盘消息
则提取出键码，变换为对应字符，然后将其显示到液晶屏上。
在图形模式下，液晶屏的文字
输出函数是TextOut（），实际是通过在图形方式下绘图完成文字显示的。
此函数输出的字符数组必须是基于双字节Unicode编码的。
在程序中可以使用Int2Unicode（）和strChar2Unicode（）两个函数分别将整形数或ASCII字符转换为Unicode字符串。
7、综合应用举例
采用多任务编程方法，每个任务监视一路AD转换，每一路AD的转换结果在液晶屏上
用一个条形图的长短来表示，直观地显示每路模拟输入电压的大小。
可以通过文本框给每路
AD设置警戒值，某路输入超出警戒线之后条形图中超出的部分会以闪动的方式显示。
设计主要思路如下：
1.打开main.c文件，编辑Main_Task任务中的代码。
用init_ADdevice（）函数初始化处理器的AD转换硬件，启动消息循环。
2.编写OnKey（）函数，响应键盘消息。
流程图如图10-3所示。
1）这里设置了两个文本框，用来输入通道编号和该通道的警戒值，在键盘消息响
应函数里针对两个文本框分别作出处理，只处理回车键和取消键，其他键由控件本身处
理。
程序里用变量EditNumber指示当前要编辑的文本框控件；
用变量input指示该文本框控件是否处于输入编辑状态。
以此决定回车键应该执行的功能。
2）当文本框控件不是编辑状态时，回车将使其进入编辑状态，在程序里用
SetWndCtrlFocus（）函数将焦点转移到该控件并用SetTextCtrlEdit（）函数设置为编辑状态；
当文本框正处于编辑状态时，回车将使其退出编辑状态，并将要编辑的文本框切换到另一个文本框控件，取消键的处理和这种情况类似。
3）如果当前要编辑的文本框是警戒值输入框，在编辑状态中回车确定后，所输入的通道编号以及警戒值就会保存在数组WarnningData中，代码如下：
WarnningData[Unicode2Int（pChannelTextCtrl->
text）]=Unicode2Int（pValueTextCtrl->
text）;
图10-3流程图
3.编写绘图显示任务Display_Task，绘制文本框和条形图等，并实现文本框编辑过程中
和超过警戒值后的动画显示。
流程图如图10-4所示。
1）程序中用TextOut（）函数显示文本框的提示信息，用数组edit记录两个文本框是否处于编辑状态，用变量IsEdit指示提示信息是否显示。
实际上，IsEdit这个变量在显示任务循环一次就改变一次状态，当IsEdit==1时将提示信息擦掉，否则保持显示不变。
这就是闪烁显示的原理，表示AD转换结果的条形图超出警戒值的部分的闪烁也是这样实现的，随着任务的循环隔次的改变状态。
2）和变量IsEdit的作用类似，warnning[x]是条形图闪烁的指示变量。
当某路AD转换的结果result_ADx大于对应通道的警戒值WarnningData[x]时，根据warnning[x]的值决定条形图的长度是和result_ADx对应还是和WarnningData[x]对应，这样看起来条形图的长度是变化的，效果就是超过警戒线的那部分在闪烁。
3）这里条形图实际上是一个实心矩形，用FillRect（）函数填充。
4.编写4路AD采集任务ADx_Task。
图10-4文本框编辑显示流程图
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