瑞薩CTSU程序在向嵌入式OS操作系統(tǒng)移植時(shí)的注意事項(xiàng)

CTSU觸摸按鍵程序

運(yùn)行要求

在裸機(jī)系統(tǒng)中，以一定的時(shí)間間隔循環(huán)調(diào)用CTSU APIs

在QE for Cap Touch工具生成的Cap Touch Sample Code中

?使用While(true)實(shí)現(xiàn)循環(huán)調(diào)用CTSU APIs

?使用R_BSP_SoftwareDelay()實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)間隔

在嵌入式多任務(wù)系統(tǒng)中，也需要以一定的時(shí)間間隔循環(huán)運(yùn)行CTSU APIs

?CTSU運(yùn)行涉及的相關(guān)ISR以及API可直接移植到多任務(wù)系統(tǒng)中

?需要對(duì)QE for Cap Touch工具生成的CapTouch Sample Codee進(jìn)行改寫

嵌入式操作系統(tǒng)移植時(shí)

需要考慮的基本內(nèi)容

CTSU底層驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序在向RTOS系統(tǒng)中移植時(shí)，一般需要考慮的基本內(nèi)容

?RTOS中Systick的設(shè)定

?RTOS延時(shí)函數(shù)的使用

?MCU中斷優(yōu)先級(jí)與RTOS任務(wù)優(yōu)先級(jí)的設(shè)置

?QE for Cap Touch工具生成的CTSU CapTouch Sample Code的改寫

Systick的設(shè)定

以FreeRTOS為例，使用e² studio新建的FreeRTOS工程中， Systick的默認(rèn)設(shè)定為1ms

RTOS延時(shí)函數(shù)的使用

以FreeRTOS為例，F(xiàn)reeRTOS延時(shí)函數(shù)vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()

? FreeRTOS提供了兩個(gè)系統(tǒng)延時(shí)函數(shù)：相對(duì)延時(shí)函數(shù)vTaskDelay()和絕對(duì)延時(shí)vTaskDelayUntil()。

?這兩個(gè)延時(shí)函數(shù)和自己實(shí)現(xiàn)的延時(shí)函數(shù)不同，這兩個(gè)延時(shí)函數(shù)一旦被調(diào)用，當(dāng)前任務(wù)會(huì)立刻進(jìn)入阻塞狀態(tài)，而自己寫的延時(shí)函數(shù)（以for循環(huán)等形式實(shí)現(xiàn)的軟件延時(shí)）會(huì)被當(dāng)做有效任務(wù)而一直執(zhí)行。

?相對(duì)延時(shí)是指每次延時(shí)都是從任務(wù)執(zhí)行函數(shù)vTaskDelay()開始，延時(shí)指定的時(shí)間結(jié)束；

vTaskDelay()函數(shù)的參數(shù)xTicksToDelay表示延時(shí)多少個(gè)系統(tǒng)節(jié)拍時(shí)鐘周期（Systick）。

void vTaskDelay( const TickType_t xTicksToDelay )

?絕對(duì)延時(shí)是指每隔指定的時(shí)間，執(zhí)行一次調(diào)用vTaskDelayUntil()函數(shù)的任務(wù)。換句話說：任務(wù)以固定的頻率執(zhí)行

MCU中斷優(yōu)先級(jí)與RTOS任務(wù)優(yōu)先級(jí)的設(shè)置

以FreeRTOS任務(wù)優(yōu)先級(jí)為例說明

FreeRTOS中任務(wù)的最高優(yōu)先級(jí)是通過FreeRTOSConfig.h文件中的configMAX_PRIORITIES進(jìn)行配置的，用戶實(shí)際可以使用的優(yōu)先級(jí)范圍是0到configMAX_PRIORITIES – 1，建議用戶配置宏定義configMAX_PRIORITIES的最大值不要超過32。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用配置，配置越大，需要的內(nèi)存空間越大

使用e² studio新建的FreeRTOS工程中， configMAX_PRIORITIES默認(rèn)為5

MCU中斷優(yōu)先級(jí)和FreeRTOS任務(wù)優(yōu)先級(jí)區(qū)別

簡(jiǎn)單地說，這兩者之間沒有任何關(guān)系，不管中斷的優(yōu)先級(jí)是多少， MCU中斷的優(yōu)先級(jí)永遠(yuǎn)高于任何FreeRTOS任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，即在執(zhí)行的過程中， MCU中斷來了就開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序。

MCU中斷優(yōu)先級(jí)數(shù)值越小，優(yōu)先級(jí)就越高；而FreeRTOS的任務(wù)優(yōu)先級(jí)是，任務(wù)優(yōu)先級(jí)數(shù)值越小，任務(wù)優(yōu)先級(jí)越低。

MCU中斷優(yōu)先級(jí)與RTOS任務(wù)優(yōu)先級(jí)

通常的優(yōu)先級(jí)分配方案：

? IRQ任務(wù)：IRQ任務(wù)是指通過中斷服務(wù)程序進(jìn)行觸發(fā)的任務(wù)，所有任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高

?高優(yōu)先級(jí)后臺(tái)任務(wù)：比如按鍵檢測(cè)、觸摸檢測(cè)、USB消息處理

?低優(yōu)先級(jí)時(shí)間調(diào)度任務(wù)：比如LCD界面顯示、LED數(shù)碼管顯示

IRQ任務(wù)和高優(yōu)先級(jí)任務(wù)必須設(shè)置為阻塞式（調(diào)用消息等待或者延遲等函數(shù)），只有這樣高優(yōu)先級(jí)任務(wù)才會(huì) 釋放CPU的使用權(quán)，從而低優(yōu)先級(jí)任務(wù)才會(huì)有機(jī)會(huì)得到執(zhí)行。

CTSU CapTouch觸摸按鍵任務(wù)建議配置成高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，并且設(shè)置成阻塞式。

CTSU CapTouch Sample Code的改寫

默認(rèn)的CTSU CapTouch Sample Code

?QE for Cap Touch工具可生成默認(rèn)的CapTouch Sample Code

?Sample Code中使用While(1)死循環(huán)等待測(cè)量完成，以及使用R_BSP_SoftwareDelay()實(shí)現(xiàn)CTSU APIs的20ms左右定時(shí)間隔的循環(huán)調(diào)用

?CapTouch觸摸按鍵對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求并不高，但是涉及CTSU運(yùn)行的很多參數(shù)都與循環(huán)調(diào)用的定時(shí)間隔有關(guān)，因此較大程度決定了觸摸按鍵的靈敏度

例如Drift Correction Interval

下圖中的設(shè)定值為255，實(shí)際值為255 x API定時(shí)調(diào)用間隔，按鍵按下的positive noise filter和按鍵釋放的Negative Noise Filter也是如此。

因此，用戶需要根據(jù)系統(tǒng)對(duì)Cap Touch觸摸按鍵的實(shí)時(shí)性和靈敏度的要求，合理的改寫默認(rèn)的CTSU CapTouch Sample Code

對(duì)默認(rèn)的CTSU CapTouch Sample Code進(jìn)行改寫

以FreeRTOS為例

? 合理設(shè)定Cap Touch Thread的優(yōu)先級(jí)，例如設(shè)定為最高優(yōu)先級(jí)

?API調(diào)用報(bào)錯(cuò)時(shí)的改寫

while(ture){} 改為 return

?延時(shí)R_BSP_SoftwareDelay() 的改寫

可改為vTaskDelay()

?Qe_touch_main()以及CTSU_FN_ISR測(cè)量完成中斷Callback函數(shù)的改寫

增加OS Timer和Semaphore，定時(shí)啟動(dòng)CTSU的測(cè)量，釋放while(1)等待測(cè)量完成中斷時(shí)的CPU時(shí)間，此時(shí)可取消while(0 == g_qe_touch_flag)和R_BSP_SoftwareDelay() / vTaskDelay()

使用RTOS分析工具分析

CapTouch線程的運(yùn)行時(shí)序

目的：分析整個(gè)系統(tǒng)中CapTouch線程與用戶線程的運(yùn)行關(guān)系

根據(jù)觸摸按鍵的數(shù)量：

?確保CapTouch線程以合適的時(shí)間間隔循環(huán)運(yùn)行

?確保CapTouch線程的按鍵處理階段，不被其他用戶線程搶占

?確保CapTouch線程的觸摸按鍵測(cè)量階段，其他用戶線程可以運(yùn)行

一些RTOS支持的分析工具

FreeRTOS：SEGGER Systemviewer

Azure ThreadX：TraceX

RT-Thread：SEGGER Systemviewer

借助SEGGER SystemView分析CapTouch觸摸按鍵的基本運(yùn)行過程

SEGGER SystemViewer應(yīng)用示例

CapTouch觸摸按鍵的基本運(yùn)行過程