Rose Pi + TSx51-RTOS = 最小的计算机 + 最小的操作系统

(1)玫瑰派(Rose Pi)是一款微型80×51计算机,其标准系统配置为:一片40脚(PDIP-40)STC32G12K128单片机(35MHz主频,12KB SRAM, 128KB FLASH),一个由双H595驱动的8位数码管模块和8个下拉的LED发光二极管组成。

当然玫瑰派微型电脑也可以配40脚(PDIP-40)STC8H/STC8A单片机,或者配最早期的40脚的STC89/90系列单片机,只不过性能变低罢了。

由于STC32系列单片机与STC8H系列单片机有高度继承性,因此一般就不仔细区分是玫瑰派32位微型电脑还是玫瑰派8位微型电脑了。

玫瑰派微型电脑不仅具有高性能的内核CPU,而且具有实时显示设备——数码管,具有可控制设备——发光二极管(通过简单的继电器等器件就可以实现大功率强电控制),具有命令行文字输入输出设备——通过串口1与上位机相连,上位机可以使用仿真终端和串口助手等进行信息交流,甚至可以通过串口转蓝牙、串口转WIFI和串口转网络等标准化模块,通过网络连接手机和连接远程终端。

因此玫瑰派微型电脑是一款名副其实的采用8051 CPU架构的微型计算机(Micro 8051 Architecture Computer),以下简称“玫瑰派”(Rose Pi uCx51 Computer)。玫瑰派无论从体积上或者从组成上都可以称为“最小的计算机”。

(2)STC32G/STC32F单片机的CPU内核是一款扩展的80251 CPU,为方便对比,以下简称“80351 CPU”。

80251CPU在硬件结构和软件指令集上都包含了一个完整的8051CPU全子集,因此所有8051CPU能完成操作80251CPU也能完成。同样80351在硬件结构和软件指令集上都包含了一个完整的80251CPU全子集,因此所有80251CPU能完成操作80351CPU也能完成。

比较80251CPU内核,80351CPU内核主要扩展和实现了32位的乘除法操作、单精度浮点数四则运算和常用函数操作、对CODE区域的写入操作,这些操作都是以“指令”的形式实现的,虽然执行这些操作的系统周期不一样,操作由80351CPU控制,用户程序不需要判断操作是否完成,只需要作为一条汇编指令来编程即可。

STC32G单片机的80351CPU目前使用Keil的C251编译器来编译,新增加的80351指令通过添加函数库来实现。

(3)泰山x51 前后台实时多任务操作系统(TSx51-RTOS)是一款专门为STC系列单片机设计的基础操作系统,为各种RTOS的运行提供系统节拍、系统时间、临界区保护、适合多任务的串口命令行输入输出、8位数码管实时显示以及单片机初始化等操作系统功能。

泰山x51包括64字节的输入缓冲区在内仅占不到100字节的RAM空间,包括可以显示单精度浮点数的数码管驱动程序在内仅占4KB的FLASH空间。因此泰山x51可以称为“最小的操作系统”。

(4)玫瑰派虽然可以采用STC单片机最常见的“裸机编程”模式来编程,但更推荐采用为玫瑰派专门配套的RTOS平台来编程。

本范例使用玫瑰派最基础操作系统——“泰山x51”前后台实时多任务操作系统(TSx51-RTOS)作为编程框架,直接调用操作系统功能来演示前台定时多任务功能。下面是视频效果。

来源:杨为民

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