有没有一款占用内存超小的抢占式RTOS？

乘***

我有一个程序，使用的是STC32G12K128芯片，35M频率，程序编译后占用的资源比较多，如下

Program Size: data=13.7 edata+hdata=3737 xdata=7684 const=1609 code=31953
creating hex file from ".\Obj\main"...
".\Obj\main" - 0 Error(s), 12 Warning(s).

edata使用了3737，xdata使用了7684，因为要驱动一个P3.75的LED大屏，35张模组，所以30张模组在xdata在，5张在edata中，以二维数组方式声明的内存

在这种情况下，还能上哪一款实时操作系统呢？

目前来说，任务如下：
刷新任务，函数需要10ms，那么每秒60HZ的话，需要每16ms执行1次刷新函数，如果17ms执行1次的话刷新率不到60，则肉眼可见的屏闪，有时虽然频率达到60hz，但刷新时快时慢屏也会闪，所以要想屏不闪，必须准时执行该任务！！
有3个任务，执行时间需要5ms，执行间隔100ms左右不影响

有1个任务，执行时间为0~2ms时间不定，间隔必须10ms
还有几个执行时间为0ms的任务，不影响

如果采用普通的 while(1){}的方式来写的话，9+4*3+2=23ms，1000/23=43HZ，明显不够，屏幕1闪1闪的

我目前使用的是官方的至简无错 改进版 调度方案，优先级最高的刷新任务，每16ms执行1次，3个需要5ms的任务，每80ms执行1次，但不是同时执行，也就是说分别计数到25，41，57时执行
虽然 这样改进后，屏幕稳定多了，但是碰到那个10ms间隔的任务就完蛋了，因为必须10ms执行1次，且执行的时间不确定，有时需0ms，有时需1ms，有时需2ms，导致刷新任务偶尔延误，屏偶尔闪烁

请问这种情况下，有没有一种占用内存在1k左右的抢占式RTOS呢？只要有最简单的抢占式调度就行了，不需要任务间的通信功能。。。

tzz1***

一种用DMA刷新模组的办法：

模组显示驱动是用串行传输数据的，
单路串行信号分别为：
DAT： //数据
CLK： //同步串行时钟
其它辅助信号：
LE：   //数据锁存
OE：  //输出允许
A：B：C：D： //行扫描地址.

为了显示多种颜色和提高效率，采用多路串行数据传输
多路和单路相同，只是增加了DAT位，例如一个 HUB75 接口包含了6个数据端口：
R1：//数据
G1：//数据
B1：//数据
R2：//数据
G2：//数据
B2：//数据
CLK： //同步串行时钟

其它辅助信号：
LE：   //数据锁存
OE：  //输出允许
A：B：C：D： //行扫描地址.

STC32系列有LCM接口，并且可以DMA，稍加利用就可以用于模组的驱动，并且是DMA驱动，让CPU解放出来！
具体方法是：
1. 把LCM驱动的WR信号用作串行口的CLK信号，如下图


2. LCM的16位数据口用作串行数据口，这样一次CLK就可以同时传输16位数据。
3. 把要显示的数据按照顺序放在XDATA中，然后启动DMA。很简单，并不难。这样就可以大幅减轻CPU的压力。
4. 做到以上几点，静态画面刷屏的事情基本就不用CPU管了，弄个PWM定时DMA传输.
5. CPU的主要工作就是更新XDATA中的显示数据，如果是静态画面，CPU将无事可做，CPU使用率可控制在2%以内！
6. 当然动态画面还是有压力的，主要因为要配合DMA格式，写点（也就是写XDATA）时可能要有相应的算法。

其它技巧：
1. 利用PWM中断来产生行扫描定时，为什么用PWM而不是用定时器？
因为PWM可以自动控制OE端，让屏幕的亮度无级调，效果很好！
2.   用或不用RTOS都没有关系，因为任务非常少，可以直接用一个低级中断来代替任务，更高效。

另外60HZ帧率实在是太低了，这也是最低的要求，仅人眼观察问题不大，
但是摄像机就拍不出来了，抖得很厉害，或者拍到的是一行行的乱七八糟。
我是做交通信号类的产品，要求比较高，我一般都做到200HZ以上的帧率，
资源允许时做到400HZ以上，这样就是摄像机拍出来，也是完好的图像

我也做模组相关的产品，以上是我的心得， 希望能帮到你
我曾用STC32G做一款产品，显示静态画面时，CPU使用率可控制在2%以内！
当然只是静态画面，动画还是有压力的，主要压力是不断更新XDATA中的显示内容。

乘***

tzz1*** 发表于 2024-5-30 09:22
一种用DMA刷新模组的办法：

模组显示驱动是用串行传输数据的，

谢谢回复，，我受到坛友“QQ624***”的启发，我用一个24位自动重载的定时器，16ms中断，把刷新代码放到中断中，就搞定了，，结果30M晶振跑这个程序，屏一点也不闪，其它任务通通放到while(1)中，不停的排队循环执行即可，只是那个10ms执行1次的任务，现在大于10ms了，估计再弄个10ms定时器就搞定了。。。

看来大部分其实根本用不到rtos，，只要硬件定时器足够多的话，比上rtos简单，呵呵！

不过你的回复我以后要去研究的，谢谢！~

乘***

tzz1*** 发表于 2024-5-30 09:22
一种用DMA刷新模组的办法：

模组显示驱动是用串行传输数据的，

我又仔细看了一下你的回复，60HZ的刷新率，只是人眼看不出来，用手机拍，还是1行1行的，下次试试你说的DMA刷新技巧，，我的程序有3个任务分别占用5ms时间，就是用来更新xdata中的数据所消耗的时间

神***

神***

【新提醒】视频教学《USB型 1T 8051 单片机原理及应用-STC8H8K64U》,山东大学陈桂友教授 - 视频教学，《单片机原理及应用》教学改革及实践研讨会，实战技术交流会，会务通知 国芯技术交流网站 - STC全球32位8051爱好者互助交流社区 (stcaimcu.com)




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乘***

神*** 发表于 2024-5-30 13:09
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非常感谢，，提供了这么详细的视频教程。。

乘***

神*** 发表于 2024-5-30 13:09
【新提醒】视频教学《USB型 1T 8051 单片机原理及应用-STC8H8K64U》,山东大学陈桂友教授 - 视频教学，《 ...

最近在学习这系列视频，正好学了DMA读写串口的视频，发现DMA方式串口接收数据的时候，很容易丢失数据啊。。。

#include "stc/STC32G.h"
#include "stdio.h"
#include "intrins.h"

typedef         unsigned char        u8;
typedef         unsigned int        u16;
typedef         unsigned long        u32;

#define MAIN_Fosc       22118400L   //定义主时钟（精确计算115200波特率）
#define Baudrate1       115200L

bit        DmaTxFlag;
bit        DmaRxFlag;

u8 xdata DmaBuffer[21];

void UART1_config(u8 brt);   // 选择波特率, 2: 使用Timer2做波特率, 其它值: 使用Timer1做波特率.
void DMA_Config(void);
void Delay90us(void);

void UartPutc(unsigned char dat)
{
        SBUF = dat; 
        while(TI == 0); 
        TI = 0;
}
 
char putchar(char c)
{
        UartPutc(c);
        return c;
}

//========================================================================
// 函数: void main(void)
// 描述: 主函数。
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2014-11-28
// 备注: 
//========================================================================
void main(void)
{
        u16 i;
        
    WTST = 0;  //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
    EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
    CKCON = 0; //提高访问XRAM速度

    P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0x00;   //设置P0.4、P0.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
    P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;   //设置P1.1、P1.4、P1.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V), P1.1在PWM当DAC电路通过电阻串联到P2.3
    P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;   //设置P2.2~P2.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
    P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;   //设置P3.4、P3.6为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
    P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;   //设置P4.2~P4.5为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
    P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;   //设置P5.2、P5.3为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
    P6M1 = 0x00;   P6M0 = 0x00;   //设置为漏极开路(实验箱加了上拉电阻到3.3V)
    P7M1 = 0x00;   P7M0 = 0x00;   //设置为准双向口

        for(i=0; i<256; i++)
        {
                DmaBuffer[i] = i;
        }

        UART1_config(1);    // 选择波特率, 2: 使用Timer2做波特率, 其它值: 使用Timer1做波特率.
        printf("STC32G UART1 DMA Test Programme!\r\n");  //UART1发送一个字符串

        DMA_Config();
        EA = 1; //允许总中断

        DmaTxFlag = 0;
        DmaRxFlag = 0;

        while (1)
        {
                if(DmaRxFlag)
                {
                        DmaRxFlag = 0;

                        Delay90us();//模拟被其它中断 或 其它后台程序占用90us的时间，然后再开启DMA接收数据，则会丢失1个字节的数据

                        DMA_UR1R_CR = 0xa1;                        //bit7 1:使能 UART1_DMA, bit5 1:开始 UART1_DMA 自动接收, bit0 1:清除 FIFO

                }
        }
}

void Delay90us(void)        //STC32G @22.1184MHz
{
        unsigned long edata i;

        _nop_();
        _nop_();
        i = 496UL;
        while (i) i--;
}

//========================================================================
// 函数: void DMA_Config(void)
// 描述: UART DMA 功能配置.
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: V1.0, 2021-5-6
//========================================================================
void DMA_Config(void)
{
        DMA_UR1T_CFG = 0x80;                //bit7 1:Enable Interrupt
        DMA_UR1T_STA = 0x00;
        DMA_UR1T_AMT = 20;                //设置传输总字节数(低8位)：n+1
        DMA_UR1T_AMTH = 0x00;                //设置传输总字节数(高8位)：n+1
        DMA_UR1T_TXAH = (u8)((u16)&DmaBuffer >> 8);
        DMA_UR1T_TXAL = (u8)((u16)&DmaBuffer);
        DMA_UR1T_CR = 0xc0;                        //bit7 1:使能 UART1_DMA, bit6 1:开始 UART1_DMA 自动发送

        DMA_UR1R_CFG = 0x80;                //bit7 1:Enable Interrupt
        DMA_UR1R_STA = 0x00;
        DMA_UR1R_AMT = 20;                //设置传输总字节数(低8位)：n+1
        DMA_UR1R_AMTH = 0x00;                //设置传输总字节数(高8位)：n+1
        DMA_UR1R_RXAH = (u8)((u16)&DmaBuffer >> 8);
        DMA_UR1R_RXAL = (u8)((u16)&DmaBuffer);
        DMA_UR1R_CR = 0xa1;                        //bit7 1:使能 UART1_DMA, bit5 1:开始 UART1_DMA 自动接收, bit0 1:清除 FIFO
}

//========================================================================
// 函数: void UART1_config(u8 brt)
// 描述: UART1初始化函数。
// 参数: brt: 选择波特率, 2: 使用Timer2做波特率, 其它值: 使用Timer1做波特率.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2014-11-28
// 备注: 
//========================================================================
void UART1_config(u8 brt)    // 选择波特率, 2: 使用Timer2做波特率, 其它值: 使用Timer1做波特率.
{
        u16 dat = (u16)(65536UL - (MAIN_Fosc / 4) / Baudrate1);

        /*********** 波特率使用定时器2 *****************/
        if(brt == 2)
        {
        S1BRT = 1;        //S1 BRT Use Timer2;
            T2R = 0;        //Timer stop
            T2_CT = 0;        //Timer2 set As Timer
            T2x12 = 1;        //Timer2 set as 1T mode
            T2H = dat >> 8;
            T2L = dat;
            ET2 = 0;    //禁止中断
            T2R = 1;        //Timer run enable
        }
        /*********** 波特率使用定时器1 *****************/
        else
        {
                TR1 = 0;
        S1BRT = 0;                //S1 BRT Use Timer1;
        T1_CT = 0;                //Timer1 set As Timer
        T1x12 = 1;                //Timer1 set as 1T mode
                TMOD &= ~0x30;  //Timer1_16bitAutoReload;
                TH1 = dat >> 8;
                TL1 = dat;
        ET1 = 0;    //禁止中断
                TR1  = 1;
        }
        /*************************************************/

        SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40;    //UART1模式, 0x00: 同步移位输出, 0x40: 8位数据,可变波特率, 0x80: 9位数据,固定波特率, 0xc0: 9位数据,可变波特率
//  PS  = 1;    //高优先级中断
//        ES  = 1;    //允许中断
        REN = 1;    //允许接收
        P_SW1 &= 0x3f;
        P_SW1 |= 0x00;      //UART1 switch to, 0x00: P3.0 P3.1, 0x40: P3.6 P3.7, 0x80: P1.6 P1.7, 0xC0: P4.3 P4.4
}

//========================================================================
// 函数: void UART1_DMA_Interrupt (void) interrupt 50/51
// 描述: UART1 DMA中断函数
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2021-5-8
// 备注: 
//========================================================================
void UART1T_DMA_Interrupt(void) interrupt DMA_UR1T_VECTOR
{
        if (DMA_UR1T_STA & 0x01)        //发送完成
        {
                DMA_UR1T_STA &= ~0x01;
        }
        if (DMA_UR1T_STA & 0x04)        //数据覆盖
        {
                DMA_UR1T_STA &= ~0x04;
        }
}
void UART1R_DMA_Interrupt(void) interrupt DMA_UR1R_VECTOR
{        
        if (DMA_UR1R_STA & 0x01)        //接收完成
        {
                DMA_UR1R_STA &= ~0x01;
                DmaRxFlag = 1;

                //开始发送数据
                DMA_UR1T_AMT = DMA_UR1R_AMT;                        //数据长度
                DMA_UR1T_CR |= 0x60;                //开始发送数据
        }
        if (DMA_UR1R_STA & 0x02)        //数据丢弃
        {
                DMA_UR1R_STA &= ~0x02;
        }
}
复制代码

执行结果：



当以DMA方式接收串口数据时，能否增加配置，循环接收数据，比如我缓存区设100，接50就产生就接收完成，开始接收标志位不清零，模块还可以继续接收数据，把接收到的数据保存到缓存区后面50字节中，如此循环接收

还有，DMA本身是为了减少串口中断次数的，而示例中有个超时程序，5ms没有接收到数据则停止，这样的话反而得开3个中断，定时器中断，串口中断，DMA中断，比没有DMA方式所开的中断更多了

这时能不能内部做个超时处理呢？比如缓存区设为100，接收到第1个字符开始记时，自动按波特率算出接收1个字符需要的时间，中间有超过n个字符的时间没有收到数据则中断，让用户去处理数据，n可以配置0，1，2，3

tzz1***

乘*** 发表于 2024-6-13 16:50
最近在学习这系列视频，正好学了DMA读写串口的视频，发现DMA方式串口接收数据的时候，很容易丢失数据啊。 ...

这个代码用了比较久了,已稳定,可以参照一下, UART1_DMA  目标机型, STC32G

UART1.rar (2.41 KB, 下载次数: 132)

2024-6-14 08:30 上传

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