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,2004年2月,2,What is µC/OS-II?,u: Micro C:control uC/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,2004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；,2004年2月,4,任务task,典型的一个无限循环。 void mytask(void *pdata) for (;) do something;waiting;do something; 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。,2004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,2004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。,2004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。,2004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。,2004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。,2004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 void main( ) OSInit( );OSTaskcreat( )OSStart(); ,2004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。 void mytask(void *pdata) for (;) do something;waiting;do something; ,2004年2月,12,揭开神秘的面纱任务调度全程追踪,For example1 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 void Task1(void) void Task2(void) while(1) while(1) blinkled1(); blinkled2();OSTimeDly(25); OSTimeDly(50); ,2004年2月,13,主程序,void main() sysinit();OSInit ();OSTaskCreate ( Task1, (void *) ,2004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 void OSTaskIdle ( ) for (;) OS_ENTER_CRITICAL();OSIdleCtr+;OS_EXIT_CRITICAL(); ,2004年2月,15,时间,任务一,任务二,OSStart,Time Tick,Time Tick,1,25,50,Time Tick,空闲任务,2004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。,2004年2月,17,FF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；,2004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FFSendDataBuf256在Ram.h中定义； 发送数据包长度变量senddatalength定义在fb3050.h中；,2004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RecvDLPDUTbl10 在DLL.h中定义； 接收数据包结构格式为DLPDU，定义在DLL.h ；,2004年2月,20,DLPDU数据结构,typedef struct /* The structure of DLL PDU */INT8U FCode; / frame codeINT8U FControl; / frame controlINT8U Length; / data lengthINT8U AddrType; / address typeINT8U DestAddr4; / destination addressINT8U SourAddr4; / source addressINT8U SourAddr24; / second source addressINT8U Param2; / parametersINT8U UserData256; / user data DLPDU;,2004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；,2004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Uart0SendBuf128和Uart1SendBuf128，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Uart0RecvBuf128和Uart1RecvBuf128，消息Uart0RxSem；,2004年2月,23,谢 谢！,
