基于实时操作系统μCOS-II的应用程序开发

2004年2月1第三讲：基于实时操作系统µC/OS-II的应用程序开发主讲：王哲华2004年2月浙江大学先进控制研究所浙大中控技术有限公司技术中心开发七部嵌入式实时操作系统设计技术嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月2WhatisµC/OS-II?u:MicroC:controluC/OS:适合于小的、控制器的操作系统小巧公开源代码，详细的注解可剥夺实时内核可移植性强多任务确定性嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月3概要内核结构-任务以及调度机制任务间通信多任务的实现FF通信板物理层驱动接口函数；嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月4任务task典型的一个无限循环。voidmytask(void*pdata){for(;;){dosomething;waiting;dosomething;}}支持64个任务，每个任务一个特定的优先级。优先级越高，数字越小系统占用了两个任务，空闲任务和统计任务。嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月5任务的状态运行，就绪，等待，挂起…可以有多个准备就绪的任务，但一个时刻只有一个任务可以运行，OSHighRdy挂起队列邮箱信号量低四位OSTCBStat嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月6任务的调度--OSScheduC/OS是占先式实时多任务内核，优先级最高的任务一旦准备就绪，则拥有CPU的所有权开始投入运行。uC/OS中不支持时间片轮转法，每个任务的优先级要求不一样且是唯一的，所以任务调度的工作就是：查找准备就绪的最高优先级的任务并进行上下文切换。嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月7任务间通信手段提供OS_ENTER_CRITICAL和OS_EXIT_CRITICAL来对临界资源进行保护。OSSchedLock()禁止调度，保护任务级的共享资源。提供了经典操作系统任务间通信方法：信号量、邮箱、消息队列、事件标志。嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月8信号量semaphoreuC/OS中信号量由两部分组成：信号量的计数值和等待该信号任务的等待任务表。信号量的计数值可以为二进制,也可以是其他整数。系统通过OSSemPend()和OSSemPost()来支持信号量的两种原子操作P()和V()。P()操作减少信号量的值，如果新的信号量的值不大于0,则操作阻塞；V()操作增加信号量的值。嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月9中断与时钟节拍我们知道：当发生中断时，首先应保护现场，将CPU寄存器入栈，再处理中断函数，然后恢复现场，将CPU寄存器出栈，最后执行中断返回RETI指令实现中断返回。uC/OS中提供了OSIntEnter()和OSIntExit()告诉内核进入了中断状态。OSIntNesting时钟节拍是一种特殊的中断，操作系统的心脏。首先32位的整数OSTime加一。对任务列表进行扫描，判断是否有延时任务应该处于准备就绪状态，最后进行上下文切换。嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月10多任务的启动首先创建任务最后调用OSStart开始多任务调度voidmain(){OSInit();…..OSTaskcreat()…..OSStart();}嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月11任务的格式每个任务不能占用全部CPU的资源需要有等待，或延时等系统调用典型的一个无限循环。voidmytask(void*pdata){for(;;){dosomething;waiting;dosomething;}}嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月12揭开神秘的面纱—任务调度全程追踪Forexample1创建2个任务，每个任务仅仅是进行延时，延时不同的时间片，不同优先级voidTask1(void)voidTask2(void){{while(1)while(1){{blinkled1();blinkled2();OSTimeDly(25);OSTimeDly(50);}}}}嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月13主程序voidmain(){sysinit();OSInit();OSTaskCreate(Task1,(void*)&0,(void*)&Task1Stk[TASK_STK_SIZE],Task1prio);OSTaskCreate(Task2,(void*)&0,(void*)&Task2Stk[TASK_STK_SIZE],Task2prio);ticker_start(OS_TICKS_PER_SEC);OSStart();}嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月14什么也不做的空闲任务只是为了消耗CPU的时间片voidOSTaskIdle(){for(;;){OS_ENTER_CRITICAL();OSIdleCtr++;OS_EXIT_CRITICAL();}}嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月15时间任务一任务二OSStartTimeTickTimeTick12550TimeTick空闲任务嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月16总结不存在一个内核任务/实体，内核的管理是通过调用系统函数来实现的。每个任务有自己的堆栈空间。内核对任务的占先式调度不会干扰每个任务的总的运行结果。嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月17FF通信板物理层驱动接口函数发送接口函数；接收接口函数；链路层时钟接口函数；串口通信接口函数；嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月18发送接口函数数据发送是一个单独的任务FB3050SendTask，定义在test1.c中；发送函数DLLSendProcess在DLL.c中定义；发送数据包缓冲区FFSendDataBuf[256]在Ram.h中定义；发送数据包长度变量senddatalength定义在fb3050.h中；嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月19接收接口函数数据接收是一个单独的任务DLPDURecvTask，定义在test1.c中；接收函数DLLRecvProcess在DLL.c中定义；接收数据包环形缓冲区队列RecvDLPDUTbl[10]在DLL.h中定义；接收数据包结构格式为DLPDU，定义在DLL.h；嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月20DLPDU数据结构typedefstruct{/*ThestructureofDLLPDU*/INT8UFCode;//framecodeINT8UFControl;//framecontrolINT8ULength;//datalengthINT8UAddrType;//addresstypeINT8UDestAddr[4];//destinationaddressINT8USourAddr[4];//sourceaddressINT8USourAddr2[4];//secondsourceaddressINT8UParam[2];//parametersINT8UUserData[256];//userdata}DLPDU;嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月21链路层时钟接口函数FB3050芯片内部自带三个定时器，计时单位分别为一个字节、1/32ms和1ms；设置时钟SetFB3050Timer；取消时钟DisableFB3050Timer；定义在fb3050.c；嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月22串口通信接口函数发送是单独的任务，包括Uart0SendTask和Uart1SendTask中，定义在test1.c中；发送数据包缓冲区分别为Uart0SendBuf[128]和Uart1SendBuf[128]，定义在Ram.h中，其中第一个字节存放数据包长度；接收数据放在Uart0RecvBuf[128]和Uart1RecvBuf[128]，消息Uart0RxSem；嵌入式操作系统—uC/OS2004年2月23谢谢！