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1、第20章 道路交通灯多任务控制系统,RTX-51是运行于8051单片机环境中的实时多任务操作系统（RTOS），其常用于处理复杂的多任务控制系统。8051单片机支持典型的RTX-51 Tiny和RTX-51 Full实时多任务操作系统。在Keil Vison3集成开发环境中提供了RTX-51实时操作系统的编译和仿真调试支持。本章通过一个道路交通灯多任务控制系统，来讲解RTX-51 Tiny实时多任务操作系统的设计。最后，还介绍了如何在Keil Vison3集成开发环境中对实时多任务系统仿真调试。,20.1 交通灯多任务控制系统概述,日常生活中常见的道路交通灯示意图，如图20.1所示。其中主路为双
2、向的交通线路，和其垂直的支路可供行人行走。道路交通灯是最常见的一种多任务控制系统。主路上的红绿灯指挥车辆的行驶和停止，支路上的红绿灯指挥行人的通过与禁止，行人通行按钮用于行人过马路时的请求。,道路交通灯示意图,20.2 C51交通灯多任务控制系统,这里采用Atmel公司的AT89S52单片机进行道路交通灯的多任务控制模拟。电路中，采用各种颜色的发光二极管作为红绿灯，按键开关作为行人通行按钮。,20.2.1 电路原理图,道路交通灯多任务控制系统原理图，如图所示。,交通灯控制系统原理图,20.2.2 建立RTX-51 Tiny项目,这里在Keil Vison3集成开发环境中，使用Keil C51语
3、言和RTX-51 Tiny实时多任务系统进行道路交通灯控制系统的设计。首先在Keil Vison3集成开发环境中建立项目，具体操作步骤如下：,选择RTX-51 Tiny操作系统,20.2.3 多任务划分,使用RTX-51 Tiny实时多任务操作系统进行交通灯控制，整个系统将被分成如下所示的几个任务。任务0：用于初始化单片机串口，同时启动所有其他的任务，然后停止本任务；任务1：用于整个系统的串行命令处理；任务2：用于系统时钟计算和控制；任务3：如果系统运行时间在设置的工作时间段之外，黄色灯闪烁，其余灯停止工作；任务4：如果系统运行时间在设置的工作时间段之内，控制交通灯的循环交替变化；任务5：查询
4、行人通行按钮是否按下，如果按钮按下则向任务4发送信号，使主路交通灯变为红灯，行人交通灯变为绿色；任务6：监视串口是否有ESC字符，如果有则向任务1发送一个信号，终止时间显示命令。,20.2.4 多任务程序设计,下面将介绍RTX-51 Tiny实时多任务系统的程序。整个程序由3个程序文件构成，traffic.c用于多任务处理、SERIAL_Communication.c用于串行接口的输入输出、GETCOMMAND.C用于命令的获取。在traffic.c程序文件中，首先需要将头文件rtx51tny.h添加到程序中，并且指明控制交通灯以及行人通行按钮的单片机引脚。,20.2.5 串行通信及命令获取子
5、函数,在SERIAL_Communication.c程序文件中，主要用于处理串行接口的中断数据通信。其中包含了基本的串行口初始化、字符输入输出以及串行中断处理等。,20.2.6 仿真调试,当完成程序设计和编译后，可以在Keil Vison3集成开发环境中对程序进行仿真，以确保程序的正确性。具体操作步骤如下：（1）在Keil Vison3集成开发环境中，选择“Debug”“Start/Stop Debug Session”命令，进入仿真分析状态。（2）选择“Peripherals”“RTX-Tiny Tasklist”命令，打开多任务列表窗口，如图所示。其中列出了所有任务的任务函数以及相关运行信息。,交通灯变化 多任务执行状态,20.3 小结,本章首先介绍了道路交通灯的运行原理，然后详细介绍了如何在51系列单片机硬件环境下，使用RTX-51 Tiny实时多任务操作系统来实现道路交通灯的控制模拟。最后，给出了RTX-51 Tiny实时多任务操作系统的仿真调试方法。通过本章的学习，读者可以进一步掌握RTX-51 Tiny实时多任务操作系统的设计和仿真调试。,
