第一篇：uc-OS實時操作系統(tǒng)的應(yīng)用和學習心得

uc/OS實時操作系統(tǒng)的應(yīng)用和學習心得

這是小弟我最近的研究成果，跟大家交流一下。目前正在研究嵌入式實時軟件系統(tǒng)設(shè)計方法，有興趣的高手交流一下。這里給大家簡單剖析一下uCOS吧，希望對大家能有所幫助。不足之處多多指教，有問題可以討論。一.uC/OS-II的移植

移植uC/OS對目標處理器有一定要求,這個可以參照<>一書中第8章的內(nèi)容.整個嵌入式系統(tǒng)分為兩大層:硬件層和軟件層.這里主要研究軟件層的架構(gòu).軟件層主要分為四個部分:實時操作系統(tǒng)內(nèi)核,與處理器相關(guān)部分,與應(yīng)用相關(guān)部分,用戶的應(yīng)用系統(tǒng).l 實時操作系統(tǒng)內(nèi)核

實時操作系統(tǒng)對系統(tǒng)資源進行管理。主要包括任務(wù)分配和調(diào)度、系統(tǒng)時鐘服務(wù)、內(nèi)存管理、消息機制、異常處理等等。uC/OS所有系統(tǒng)服務(wù)均由內(nèi)核提供。內(nèi)核將應(yīng)用系統(tǒng)和底層硬件結(jié)合成一個完整的實時系統(tǒng)。

移植的時候內(nèi)核是不變的,開發(fā)者根據(jù)自己應(yīng)用系統(tǒng)的需要來選擇實時操作系統(tǒng)內(nèi)核,開發(fā)者不能對內(nèi)核隨意訪問，只能使用內(nèi)核提供的功能服務(wù)來開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)。內(nèi)核確定，那么所提供的系統(tǒng)管理能力，系統(tǒng)服務(wù)也就得到了限定。開發(fā)者只能在規(guī)定的范圍內(nèi)對系統(tǒng)作些改動.2 與處理器相關(guān)的代碼

這是移植中最關(guān)鍵的部分.內(nèi)核將應(yīng)用系統(tǒng)和底層硬件有機的結(jié)合成一個實時系統(tǒng),要使同一個內(nèi)核能適用于不同的硬件體系,就需要在內(nèi)核和硬件之間有一個中間層,這就是與處理器相關(guān)的代碼.處理器不同,這部分代碼也不同.我們在移植時需要自己處理這部分代碼,可以自己編寫,也可以直接使用已經(jīng)成功移植的代碼.在uC/OS中這一部分代碼分成三個文件:OS_CPU.H, OS_CPU_A.ASM, OS_CPU_C.C 1)OS_CPU.H 包括了用#define定義的與處理器相關(guān)的常量,宏和類型定義.具體來講有系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型定義,棧增長方向定義,關(guān)中斷和開中斷定義,系統(tǒng)軟中斷的定義等等.2)OS_CPU_A.ASM 這部分需要對處理器的寄存器進行操作,所以必須用匯編語言來編寫.包括四個子函數(shù):OSStartHighRdy(),OSCtxSw(),OSIntCtxSw(),OSTickISR().OSStartHighRdy()在多任務(wù)系統(tǒng)啟動函數(shù)OSStart()中調(diào)用.完成的功能是:設(shè)置系統(tǒng)運行標志位OSRunning = TRUE;將就緒表中最高優(yōu)先級任務(wù)的棧指針Load到SP中,并強制中斷返回.這樣就緒的最高優(yōu)先級任務(wù)就如同從中斷里返回到運行態(tài)一樣,使得整個系統(tǒng)得以運轉(zhuǎn).OSCtxSw()在任務(wù)級任務(wù)切換函數(shù)中調(diào)用的.任務(wù)級切換是通過SWI或者TRAP人為制造的中斷來實現(xiàn)的.ISR的向量地址必須指向OSCtxSw().這一中斷完成的功能:保存任務(wù)的環(huán)境變量(主要是寄存器的值,通過入棧來實現(xiàn)),將當前SP存入任務(wù)TCB中,載入就緒最高優(yōu)先級任務(wù)的SP,恢復就緒最高優(yōu)先級任務(wù)的環(huán)境變量,中斷返回.這樣就完成了任務(wù)級的切換.OSIntCtxSw()在退出中斷服務(wù)函數(shù)OSIntExit()中調(diào)用,實現(xiàn)中斷級任務(wù)切換.由于是在中斷里調(diào)用,所以處理器的寄存器入棧工作已經(jīng)做完,就不用作這部分工作了.具體完成的任務(wù):調(diào)整棧指針(因為調(diào)用函數(shù)會使任務(wù)棧結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)任務(wù)切換時堆棧標準結(jié)構(gòu)不一致),保存當前任務(wù)SP,載入就緒最高優(yōu)先級任務(wù)的SP,恢復就緒最高優(yōu)先級任務(wù)的環(huán)境變量,中斷返回.這樣就完成了中斷級任務(wù)切換.OSTickISR()系統(tǒng)時鐘節(jié)拍中斷服務(wù)函數(shù),這是一個周期性中斷,為內(nèi)核提供時鐘節(jié)拍.頻率越高系統(tǒng)負荷越重.其周期的大小決定了內(nèi)核所能給應(yīng)用系統(tǒng)提供的最小時間間隔服務(wù).一般只限于ms級(跟MCU有關(guān)),對于要求更加苛刻的任務(wù)需要用戶自己建立中斷來解決.該函數(shù)具體內(nèi)容:保存寄存器(如果硬件自動完成就可以省略),調(diào)用OSIntEnter(),調(diào)用OSTimeTick(),調(diào)用OSIntExit(),恢復寄存器,中斷返回.3)OS_CPU_C.C UC/OS中共定義了6個函數(shù)在該文件中.但是最重要的是OSTaskStkInit().其他都是對系統(tǒng)內(nèi)核的擴展時用的.OSTaskStkInit()是在用戶建立任務(wù)時系統(tǒng)內(nèi)部自己調(diào)用的,對用戶任務(wù)的堆棧進行初始化.使建立好的進入就緒態(tài)任務(wù)的堆棧與系統(tǒng)發(fā)生中斷并且將環(huán)境變量保存完畢時的棧結(jié)構(gòu)一致.這樣就可以用中斷返回指令使就緒的任務(wù)運行起來.具體的入棧方式要根據(jù)不同mcu而定.需要參考用戶使用的mcu說明書.同時還要考慮mcu的棧生成方式.這需要根據(jù)具體問題來分析,在此不做過多論述.3 與應(yīng)用相關(guān)的代碼

這一部分是用戶根據(jù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)來定制合適的內(nèi)核服務(wù)功能.包括兩個文件:OS_CFG.H, INCLUDES.H.OS_CFG.H來配置內(nèi)核,用戶根據(jù)需要對內(nèi)核進行定制,留下需要的部分,去掉不需要的部分,設(shè)置系統(tǒng)的基本情況.比如系統(tǒng)可提供的最大任務(wù)數(shù)量,是否定制郵箱服務(wù),是否需要系統(tǒng)提供任務(wù)掛起功能,是否提供任務(wù)優(yōu)先級動態(tài)改變功能等等.INCLUDES.H系統(tǒng)頭文件,整個實時系統(tǒng)程序所需要的文件,包括了內(nèi)核和用戶的頭文件.4 用戶應(yīng)用系統(tǒng)

這是整個實時系統(tǒng)的最高層,用戶通過利用實時操作系統(tǒng)提供的服務(wù)來開發(fā)自己的具體程序.二.用戶應(yīng)用系統(tǒng)編寫的模式

kernel提供給用戶一些功能函數(shù),使得用戶的系統(tǒng)建立更加方便,但是kernel內(nèi)部不會處理用戶的工作,對于整個系統(tǒng)的具體應(yīng)用工作還得需要用戶自己去考慮,如何利用好這些功能服務(wù)函數(shù)就成為一個比較重要的問題.1.main函數(shù)的結(jié)構(gòu) void main(void){ 初始化系統(tǒng)的硬件;OSInit();任務(wù)的建立,消息機制的建立;OSStart();} 這里需要的是在OSStart()執(zhí)行之前不得啟動中斷,硬件系統(tǒng)還不能工作.必須先讓軟件系統(tǒng)進入工作狀態(tài)后才行.2.中斷的結(jié)構(gòu) ISR: { 保存處理器寄存器的值;調(diào)用OSIntEnter();執(zhí)行用戶的工作;調(diào)用OSIntExit();恢復處理器寄存器的值;RTI;} 用戶的中斷形式和以前一樣,沒有什么大的變化,僅僅是在原來用戶ISR的基礎(chǔ)上在固定的位置加了兩個函數(shù):OSIntEnter(), OSIntExit().3.各個任務(wù)的結(jié)構(gòu) void YourTask(void){ for(;;){ 用戶代碼 調(diào)用的系統(tǒng)服務(wù) } } 在任務(wù)啟動函數(shù)執(zhí)行完后,系統(tǒng)會切換到最高優(yōu)先級的任務(wù)去執(zhí)行,此時,可以將系統(tǒng)硬件部分的啟動放在該任務(wù)的最前邊,僅僅是啟動時執(zhí)行一次,主要是啟動系統(tǒng)的節(jié)拍中斷,或者一些必須在多任務(wù)系統(tǒng)調(diào)度后才能初始化的部分,使系統(tǒng)的真正開始工作,達到軟件硬件的基本同步.Void HighestPrioTask(void){ OSStartHardware();For(;;){ 用戶代碼 調(diào)用的系統(tǒng)服務(wù) } } 用戶可以按照這些格式去編寫自己的任務(wù),建立自己的應(yīng)用系統(tǒng).

第二篇：UCOS學習心得

ucos學習分析總結(jié)

2009-11-08 19:54:0

2此資料由自己學習總結(jié)和網(wǎng)上收集整理來的大家相互學習交流

龍心

2009.9.10

1.在uC/OS-II的幫助手冊內(nèi),作者特地強調(diào)絕對不能在OSInit()或者OSStart()內(nèi)

調(diào)用Timer初始化程序,那會破壞系統(tǒng)的可移植性同時帶來性能上的損失。

所以,一個折中的辦法就是:

在優(yōu)先級最高的程序內(nèi)調(diào)用,這樣可以保證當OSStart()調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)部函數(shù)

OSStartHighRdy()開始多任務(wù)后,首先執(zhí)行的就是Timer初始化程序?；蛘?/p>

專門開一個優(yōu)先級最高的任務(wù),只做一件事情,那就是執(zhí)行 Timer初始化,之后通過調(diào)用OSTaskSuspend()將自己掛起來,永遠不再執(zhí)行。不過這樣會

浪費一個TCB空間。對于那些RAM吃緊的系統(tǒng)來說,還是不用為好。

2.（三）一些重要的uC/OS-II API介紹

任何一個操作系統(tǒng)都會提供大量的API供程序員使用,uC/OS-II也不例外。由于uC/OS-II面向的是嵌入式開發(fā),并不要求大而全,所以內(nèi)核提供的API也就大多和多任務(wù)息息相關(guān)。主要的有以下幾類：

１）任務(wù)類

２）消息類

３）同步類

４）時間類

５）臨界區(qū)與事件類

我個人認為對于初級程序員而言,任務(wù)類和時間類是必須要首先掌握的兩種類型的API。下面我就來介紹比較重要的：

１）OSTaskCreate函數(shù)

這個函數(shù)應(yīng)該至少再main函數(shù)內(nèi)調(diào)用一次,在OSInit函數(shù)調(diào)用之后調(diào)用。作用就是創(chuàng)建 一個任務(wù)。目前有四個參數(shù),分別是任務(wù)的入口地址,任務(wù)的參數(shù), 任務(wù)堆棧的首地址和

任務(wù)的優(yōu)先級。調(diào)用本函數(shù)后,系統(tǒng)會首先從TCB空閑列表內(nèi)申請一個空的TCB指針,然后 將會根據(jù)用戶給出參數(shù)初始化任務(wù)堆棧,并在內(nèi)部的任務(wù)就緒表內(nèi)標記該任務(wù)為就緒狀態(tài)。

最后返回,這樣一個任務(wù)就創(chuàng)建成功了。

２）OSTaskSuspend函數(shù)

這個函數(shù)很簡單,一看名字就該明白它的作用,它可以將指定的任務(wù)掛起。如果掛起的是 當前任務(wù)的話,那么還會引發(fā)系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)切換先導函數(shù)OSShed來進行一次任務(wù)切換。這個函數(shù)只有一個參數(shù),那就是指定任務(wù)的優(yōu)先級。那為什么是優(yōu)先級呢？事實上在系統(tǒng) 內(nèi)部,優(yōu)先級除了表示一個任務(wù)執(zhí)行的先后次序外,還起著分別每一個任務(wù)的作用,換句話 說,優(yōu)先級也就是任務(wù)的ID。所以uC/OS-II不允許出現(xiàn)相同優(yōu)先級的任務(wù)。

３）OSTaskResume函數(shù)

這個函數(shù)和上面的函數(shù)正好相反,它用于將指定的已經(jīng)掛起的函數(shù)恢復成就緒狀態(tài)。如果 恢復任務(wù)的優(yōu)先級高于當前任務(wù),那么還為引發(fā)一次任務(wù)切換。其參數(shù)類似

OSTaskSuspend

函數(shù),為指定任務(wù)的優(yōu)先級。需要特別說明是,本函數(shù)并不要求和OSTaskSuspend函數(shù)成對使

用。

４）OS_ENTER_CRITICAL宏

很多人都以為它是個函數(shù),其實不然,仔細分析一下OS_CPU.H文件,它和下面馬上要談到的 OS_EXIT_CRITICAL都是宏。他們都是涉及特定 CPU的實現(xiàn)。一般都被替換為一條或者幾條

嵌入式匯編代碼。由于系統(tǒng)希望向上層程序員隱藏內(nèi)部實現(xiàn),故而一般都宣稱執(zhí)行此條指 令后系統(tǒng)進入臨界區(qū)。其實, 它就是關(guān)個中斷而已。這樣,只要任務(wù)不主動放棄CPU使用權(quán), 別的任務(wù)就沒有占用CPU的機會了,相對這個任務(wù)而言,它就是獨占了。所以說進入臨界區(qū)了。

這個宏能少用還是少用,因為它會破壞系統(tǒng)的一些服務(wù),尤其是時間服務(wù)。并使系統(tǒng)對外界響 應(yīng)性能降低。

５）OS_EXIT_CRITICAL宏

這個是和上面介紹的宏配套使用另一個宏,它在系統(tǒng)手冊里的說明是退出臨界區(qū)。其實它就 是重新開中斷。需要注意的是,它必須和上面的宏成對出現(xiàn),否則會帶來意想不到的后果。最壞的情況下,系統(tǒng)會崩潰。我們推薦程序員們盡量少使用這兩個宏調(diào)用,因為他們的確會

破壞系統(tǒng)的多任務(wù)性能。

６）OSTimeDly函數(shù)

這應(yīng)該程序員們調(diào)用最多的一個函數(shù)了,這個函數(shù)完成功能很簡單,就是先掛起當起當前任務(wù),然后進行任務(wù)切換,在指定的時間到來之后,將當前任務(wù)恢復為就緒狀態(tài),但是并不一定運行, 如果恢復后是優(yōu)先級最高就緒任務(wù)的話,那么運行之。簡單點說,就是可以任務(wù)延時一定時間 后再次執(zhí)行它,或者說,暫時放棄CPU的使用權(quán)。一個任務(wù)可以不顯式的調(diào)用這些可以導致放棄CPU使用權(quán)的API,但那樣多任務(wù)性能會大大降低,因為此時僅僅依靠時鐘機制在進行任務(wù)切換。一個好的任務(wù)應(yīng)該在完成一些操作主動放棄使用權(quán),好東西要大家分享嘛！

3.我們推薦程序員們盡量少使用OS_ENTER_CRITICAL宏和 OS_EXIT_CRITICAL宏兩個宏調(diào)用,因為他們的確會破壞系統(tǒng)的多任務(wù)性能。why??

4.在以uC/OS為操作系統(tǒng)的項目中，系統(tǒng)可能要處理各種不同的中斷請求，如果某個中斷處理

程序需要調(diào)用uC/OS的各種Post函數(shù)向任務(wù)發(fā)出消息，那么uC/OS建議中斷服務(wù)程序的寫法是：

1、保存全部CPU寄存器

2、調(diào)用OSIntEnter或OSIntNesting直接加

13、執(zhí)行用戶代碼做中斷服務(wù)

4、調(diào)用OSIntExit5、恢復所有CPU寄存器

6、執(zhí)行中斷返回指令

暫且稱為“標準中斷”方式，這種方式實際上是將這個中斷處理加入了任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，也就是 說這個中斷可以引起任務(wù)的切換。

第三篇：實時操作系統(tǒng)報告

實時操作系統(tǒng)課程實驗報告

專業(yè)：通信1001 學號：3100601025 姓名：陳治州

完成時間：2013年6月11日

實驗 簡易電飯煲的模擬

一．實驗?zāi)康模?/p>

掌握在基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II的應(yīng)用中，基于多任務(wù)的模式的編程方法。鍛煉綜合應(yīng)用多任務(wù)機制，任務(wù)間的通信機制，內(nèi)存管理等的能力。

二．實驗要求：

1.按“S”開機，系統(tǒng)進入待機狀態(tài)，時間區(qū)域顯示當前北京時間，默認模式“煮飯”;2.按“C”選擇模式，即在“煮飯”、“煮粥”和“煮面”模式中循環(huán)選擇；

3.按“B”開始執(zhí)行模式命令，“開始”狀態(tài)選中，時間區(qū)域開始倒計時，倒計時完成后進入“保溫”狀態(tài)，同時該狀態(tài)顯示選中，時間區(qū)域顯示保溫時間；

4.按“Q”取消當前工作狀態(tài)，系統(tǒng)進入待機狀態(tài)，時間區(qū)域顯示北京時間，模式為當前模式；

5.按“X”退出系統(tǒng)，時間區(qū)域不顯示。

6.煮飯時長為30，煮粥時長為50，煮面時長為40.三．實驗設(shè)計：

1.設(shè)計思路：

以老師所給的五個程序為基礎(chǔ)，看懂每個實驗之后，對borlandc的操作有了大概的認識，重點以第五個實驗Task_EX為框架，利用其中界面顯示與按鍵掃描以及做出相應(yīng)的響應(yīng)，對應(yīng)實現(xiàn)此次實驗所需要的功能。

本次實驗分為界面顯示、按鍵查詢與響應(yīng)、切換功能、時鐘顯示與倒計時模塊，綜合在一起實驗所需功能。2.模塊劃分圖：（1）界面顯示：

Main（）Taskstart（）Taskstartdispinit（）在TaskStartDispInit()函數(shù)中，使用PC_DispStr()函數(shù)畫出界面。（2）按鍵查詢與響應(yīng)：

Main（）Taskstart（）在TaskStart()函數(shù)中，用if(PC_GetKey(&key)== TRUE)判斷是否有按鍵輸入。然后根據(jù)key的值，判斷輸入的按鍵是哪一個；在響應(yīng)中用switch語句來執(zhí)行對應(yīng)按鍵的響應(yīng)。（3）切換功能：

l計數(shù)“C”按鍵的次數(shù)M=l%3Switch(m)M=0，1，2對應(yīng)于煮飯，煮粥，煮面，然后使用PC_DispStr()函數(shù)在選擇的選項前畫上“@”指示，同時，在其余兩項錢畫上“ ”以“擦出”之前畫下的“@”，注意l自增。

四.主要代碼：

#include “stdio.h” #include “includes.h” #include “time.h” #include “dos.h” #include “sys/types.h” #include “stdlib.h” #define TASK_STK_SIZE

512

#define N_TASKS

OS_STK

TaskStk[N_TASKS][TASK_STK_SIZE];

OS_STK

TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];

INT8U

TaskData[N_TASKS];

void Task0(void *pdata);

void TaskStart(void *pdata);

static void TaskStartDispInit(void);

void main(void){

PC_DispClrScr(DISP_FGND_WHITE + DISP_BGND_BLACK);

OSInit();

PC_DOSSaveReturn();

PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw);

OSTaskCreate(TaskStart,(void *)0, &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE-1], 4);

OSStart();

} void TaskStart(void *pdata){ #if OS_CRITICAL_METHOD == 3

OS_CPU_SR cpu_sr;#endif

INT8U l,m;

INT16S key;

l=0;

pdata = pdata;

TaskStartDispInit();

OS_ENTER_CRITICAL();

PC_VectSet(0x08, OSTickISR);

PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSStatInit();

for(;;){

if(PC_GetKey(&key)== TRUE)

{

switch(key)

{

case 0x1B:

PC_DOSReturn();

break;

case 0x43:

{ m=(l%3);

switch(m)

{ case 0: {

PC_DispStr(26,6, “@”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(40,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(55,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);} break;

case 1: { PC_DispStr(26,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(40,6, “@”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(55,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);} break;case 2: { PC_DispStr(26,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(40,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(55,6, “@”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);}

break;}

l++;} break;

} } OSCtxSwCtr = 0;

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);

} } static void TaskStartDispInit(void){ PC_DispStr(0, 0, “

uC/OS-II, The Real-Time Kernel

”, DISP_FGND_WHITE + DISP_BGND_RED + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 1, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 2, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 3, “

dianfanbao shiyan

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 4, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 5, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 6, “

kai shi.zhu fan.zhu zhou.zhu mian.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 7, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 8, “

bao wen.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 9, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 10, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 11, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 12, “

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”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 14, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 15, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 16, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 17, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 18, “

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 19, “ 'S':kai ji.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 20, “ 'C':mo shi qie huan.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 21, “ 'B':kai shi zhi xin.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 22, “ 'Q':qu xiao dang qian gong zuo zhuang tai.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 23, “ 'X':tui chu xi tong.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);

PC_DispStr(0, 24, “

<-PRESS 'ESC' TO QUIT->

”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);}

五.運行界面：

（1）主界面：

（2）顯示北京時間：

（3）模式切換：

（4）倒計時：

（5）保溫執(zhí)行時間：

六.總結(jié)：

本次實驗主要以老師所給的實驗事例為基礎(chǔ)，并結(jié)合老師課堂講的內(nèi)容，理解編寫程序。做實驗本實驗前，先執(zhí)行了一下事例程序，以此了解borlandc的一些基本操作；然后就是看懂每個實驗的框架和主要部分；接著，將事例程序中的部分思想運用到本次實驗中，其中以顯示界面的思想運用的最多；除此以外，在模式切換上花了最大的精力，最終的解決方法是以變量l作為一個計數(shù)值，并運用switch語句在選擇的模式上畫上“@”，同時還得注意在未選擇的模式上畫上空格來“擦除”之前畫上的@；在查詢按鍵上，同樣運用switch語句......這次實驗收獲不少，不僅對之前學的C語言有了更進一步的鞏固，而且還強化了ucos里面的多任務(wù)的一些認識；同時，以前對DOS界面很陌生，但本次實驗使用的正是DOS界面，通過幾天的經(jīng)歷，對DOS中的編譯、“help”等各個方面有了更深入的認識，不再害怕使用DOS了。

對本課程有很大的興趣，在以后的課余時間里我會不斷學習這些知識。

第四篇：基于UCOS嵌入式實時操作系統(tǒng)的單任務(wù)和多任務(wù)LED顯示總結(jié)----婁...

基于uCOSII的單任務(wù)和多任務(wù)LED顯示

一、uCOSII簡介

uCOS II是一個微型的實時操作系統(tǒng)，包括了一個操作系統(tǒng)最基本的一些特性，如任務(wù)調(diào)度、任務(wù)通信、內(nèi)存管理、中斷管理、定時管理等。而且這是一個代碼完全開放的實時操作系統(tǒng)，簡單明了的結(jié)構(gòu)和嚴謹?shù)拇a風格，非常適合初涉嵌入式操作系統(tǒng)的人士學習。

二、設(shè)計目的

通過實驗，學習在uC/OSII操作系統(tǒng)中單任務(wù)控制LED閃爍和多個任務(wù)控制LED之間的切換和同步，以及多任務(wù)控制程序的編寫方法。

三、裸機程序和uCOSII 的運行流程對比

3.1 裸機程序的運行流程

裸機主函數(shù)的運行流程：

這個是我們寫一般的單片機程序的流程，就是在主函數(shù)中用死循環(huán)執(zhí)行功能函數(shù)，然后加上中斷。3.2 uCOSII 的運行流程

uCOSII是一個操作系統(tǒng)，但是說到底也是一個支持任務(wù)切換的裸機程序。在初始化變量OSInit函數(shù)中，初始化所有全局變量，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建最低優(yōu)先級空閑任務(wù)OSTaskIde,并創(chuàng)建6個空數(shù)據(jù)鏈表：空任務(wù)控制塊鏈表，空事件控制塊鏈表，空列隊控制塊鏈表，空標志組鏈表，空內(nèi)存控制塊鏈表，空閑定時器控制塊鏈表

創(chuàng)建任務(wù) OSTaskCreate函數(shù)，一般創(chuàng)建一個最高優(yōu)先級任務(wù)TaskStart任務(wù)，任務(wù)調(diào)度后，在這個任務(wù)中再創(chuàng)建其他的任務(wù)，初始化硬件，并打開中斷。

進入多任務(wù)管理階段OSStart函數(shù)，將就緒表中最高優(yōu)先級任務(wù)的棧指針加載到SP中，并強制中斷返回。

任務(wù)調(diào)度工作就是查找就緒表中優(yōu)先級最高的任務(wù)，實現(xiàn)任務(wù)的切換。簡單來說，裸機程序在主函數(shù)中通過死循環(huán)執(zhí)行各種函數(shù)，最終達到實現(xiàn)各種功能函數(shù)的目的。而uCOSII系統(tǒng)，通過不斷的產(chǎn)生定時中斷，或則任務(wù)主動放棄CPU，然后進行任務(wù)之間的調(diào)度，相當于不斷循環(huán)執(zhí)行不同的任務(wù)，最終實現(xiàn)各種任務(wù)。

四、工作原理

4.1uCOSII 的內(nèi)核管理

4.1.1 ucos的文件結(jié)構(gòu)：

應(yīng)用軟件Ucos(與處理器無關(guān)的代碼)OS_CORE.COS_FLAG.COS_MBOX.COS_MEM.COS_MUTEX.COS_Q.COS_SEM.COS_TASK.COS_TIME.CUCOS_11.CUCOS_11.HUCOS-11配置(與應(yīng)用相關(guān))OS_CFG.HINCLUDE.HUCOS移植(與處理器相關(guān)代碼)OS_CPU.H,OS_CPU_A.ASM,OS_CPU_C.C硬件4.1.2 臨界段:

OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()。它們可以用不同的方法去實現(xiàn)，用定義（#define）常數(shù)OS_CRITICAL_METHOD(1,2,3)來選擇用哪種方法來實現(xiàn)。

當OS_CRITICAL_METHOD=1時，表示用處理器指令關(guān)中斷，完成OS_ENTER_CRITIACL,用開中斷完成OS_EXIT_CRITICAL.利用這種方法有點小問題，即是調(diào)用UCOS功能函數(shù)之前，中斷是關(guān)掉的，從UCOS返回后，中斷就打開了。

當OS_CRITICAL_METHOD=2時，這種方法是在堆棧中保存中斷的開關(guān)狀態(tài)，然后再關(guān)中斷。在實現(xiàn)OS_EXIT_CRITICAL時，只需簡單的從堆棧中彈出原來中斷的開關(guān)狀態(tài)。利用這種方法，不論用戶在調(diào)用函數(shù)之前中斷是開著的還是關(guān)著的，函數(shù)的進入和返回狀態(tài)都得到了保護。

當OS_CRITICAL_METHOD=3時，一些編譯器提供了擴展功能，用戶可以得到當前處理器的狀態(tài)字，并保存在C函數(shù)的局部變量中，這個變量可以用于恢復PSW。在STM32中，我們一般都是用第三種模式。4.1.3 任務(wù)的狀態(tài):

任務(wù)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如下圖：

特別值得注意的是，在任務(wù)執(zhí)行的過程中可以被中斷打斷。4.1.4任務(wù)控制快：

系統(tǒng)必須為每個任務(wù)創(chuàng)建一個保存與該任務(wù)有關(guān)的相關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就叫做該任務(wù)的任務(wù)控制塊（TCB）。當任務(wù)的CPU使用權(quán)被剝奪時UCOS利用它來保存任務(wù)的狀態(tài)。4.1.5就緒表：

每個就緒的任務(wù)都放在就緒表中，就緒表中有兩個變量，OSRdyGRP和OSRdyTbl。OSRdyGrp中每一位表示8組任務(wù)中每一組是否有進入就緒態(tài)的任務(wù)。當有任務(wù)進入就緒態(tài)時，就緒表OSRdyTbl[]中相應(yīng)元素的相應(yīng)位也置為1。4.1.6任務(wù)調(diào)度OS_SCHED()：

Ucos總是進行進入就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級最高的任務(wù)，確定哪個任務(wù)優(yōu)先級最高，這一工作就是有調(diào)度器完成的。4.1.7任務(wù)切換OS_TASK_SW()：

需恢復該任務(wù)在CPU使用權(quán)被剝奪時保存下來的全部寄存器的值，之后，運行被切換的任務(wù)。

4.1.8給調(diào)度器上鎖和開鎖：

給調(diào)度器上鎖函數(shù)OSSchedlock（）用于禁止任務(wù)調(diào)度，直到任務(wù)完成后，調(diào)用調(diào)度器開鎖函數(shù)OSSchedUnlock（）為止。這兩函數(shù)必須成對使用。4.1.9空閑任務(wù)OS_TaskIdle（）：

每個程序必須在初始化時建立一個空閑任務(wù)，這個任務(wù)沒有其他任務(wù)進入就緒態(tài)時，投入運行，空閑任務(wù)永遠處于就緒態(tài)?？臻e任務(wù)始終設(shè)為最低優(yōu)先級。OSTaskIdle（）可以調(diào)用OSTaskIdleHook（）讓CPU進入STOP指令，從而進入低功耗模式。當應(yīng)用系統(tǒng)有電池供電時，這種方式特別有用。

4.2uCOSII 的任務(wù)管理

4.2.1建立任務(wù)OSTaskCreat(): 如果想讓UCOS管理用戶的任務(wù)，必須先建立任務(wù)?？梢酝ㄟ^將任務(wù)的地址和其他參數(shù)傳遞到以下兩個函數(shù)之一來建立任務(wù)。當調(diào)用OSTaskCreat()時，需要四個OSTaskCreate(void(*task)(void*pd),void*pdata,OS_STK*ptos,INTU prio)Task：是指向任務(wù)代碼的指針，pdata：是任務(wù)開始執(zhí)行是，傳遞給任務(wù)的參數(shù)的指針，ptos：是分配給任務(wù)的堆棧的棧頂指針，prio是分配給任務(wù)的優(yōu)先級。

4.2.2任務(wù)堆棧OS_STK（）: 每個任務(wù)都有自己的堆棧，堆棧必須申明為OS_STK類型，并且由連續(xù)的內(nèi)存空間組成?？梢造o態(tài)分配堆棧空間，也可以動態(tài)分配堆棧空間。但是一般我們都是分配靜態(tài)堆?？臻g。4.2.3刪除任務(wù)OSTaskDel()：

有時需要刪除任務(wù)，刪除任務(wù)，是說任務(wù)返回并處于休眠態(tài)，并不是說任務(wù)的代碼被刪除了。4.3時間管理

4.3.1任務(wù)延遲函數(shù)OSTimeDly()：

Ucos提供一個可以被任務(wù)調(diào)用而將任務(wù)延時一段特定時間的功能函數(shù)，即OSTimeDly().任務(wù)調(diào)用OSTimeDly()后，一旦規(guī)定的時間期滿或者有其他的任務(wù)通過調(diào)用OSTimeDlyResume()取消了延時，他就會進入就緒狀態(tài)。只有當該任務(wù)在所有就緒態(tài)任務(wù)中具有最高的優(yōu)先級，它才會立即運行。4.3.2按時，分，秒延時函數(shù)OSRimeDLyHMSM()：

OSTimeDly()一樣，調(diào)用OSRimeDlyHMSM()函數(shù)也會是UCOS進行一次任務(wù)調(diào)度，并且執(zhí)行下一個優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)。當OSTimeDlyHMSM()后，一旦規(guī)定的時間期滿，或者有OSTimeDlyResume()，它就會馬上處于就緒態(tài)。同樣，只有當該任務(wù)在所有就緒態(tài)任務(wù)中具有最高的優(yōu)先級，他才開始運行。

五、設(shè)計方案：

5.1單任務(wù)

在stm32的平臺上移植ucosII，并且建立一個單任務(wù)，任務(wù)控制LED1以10HZ的頻率閃爍。5.2多任務(wù)

在stm32的平臺上移植ucosII，并且建立三個任務(wù)，三個任務(wù)分別控制LED1，LED2，LED3以10HZ,20HZ,50HZ的的頻率閃爍。

六、程序流程圖

多任務(wù)控制LED閃爍：

七、遇到的問題

7.1編譯器報錯，顯示PUBLIC未定義

由于我們移植的核心代碼用IAR編譯的，由于編譯器的不同，所以要把PUBLIC改成EXPORT。

7.2編譯報錯，顯示，棧未定義

由于每個任務(wù)都要有獨立的棧來保存局部變量，從本質(zhì)上講也就是將CPU寄存器的值保存到RAM中。在uCOS中，每一個任務(wù)都有一個獨立的任務(wù)堆棧。

八、主要代碼 8.1主函數(shù)

#include “includes.h” //包含所有頭文件

OS_STK startup_task_stk[STARTUP_TASK_STK_SIZE];//定義起始任務(wù)堆棧

int main(void){

BSP_Init();//板級初始化

OSInit();//系統(tǒng)初始化，創(chuàng)建空閑任務(wù)

OSTaskCreate(Task_Start,(void *)0，&startup_task_stk[STARTUP_TASK_STK_SIZE-1], STARTUP_TASK_PRIO);

OS_ENTER_CRITICAL();OSStart();

//把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)，進行任務(wù)調(diào)度

return 0;} 8.2用戶應(yīng)用函數(shù)

#include “includes.h”

OS_STK task_led2_stk[TASK_LED2_STK_SIZE];

//任務(wù)2堆棧 OS_STK task_led3_stk[TASK_LED3_STK_SIZE];

//任務(wù)3堆棧 OS_STK task_led4_stk[TASK_LED4_STK_SIZE];

//任務(wù)4堆棧

void Task_Start(void *p_arg)

//task1 {

(void)p_arg;

//未用到傳遞參數(shù)，防止編譯器報錯

SysTick_init();

OSTaskCreate(Task_LED2,(void *)0，//

&task_led2_stk[TASK_LED2_STK_SIZE-1], TASK_LED2_PRIO);OSTaskCreate(Task_LED3,(void *)0，//

&task_led3_stk[TASK_LED3_STK_SIZE-1], TASK_LED3_PRIO);

OSTaskCreate(Task_LED4,(void *)0，//

&task_led4_stk[TASK_LED4_STK_SIZE-1], TASK_LED4_PRIO);

while(1)

{

LED1(ON);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,100);

LED1(OFF);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,100);

} } //任務(wù)2 void Task_LED2(void *p_arg){

(void)p_arg;

SysTick_init();

while(1)

{

LED2(ON);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,200);

LED2(OFF);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,200);

} }

//任務(wù)3 void Task_LED3(void *p_arg){

(void)p_arg;

SysTick_init();

while(1)

{

//LED3(ON);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,300);

//LED3(OFF);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,300);

} }

//任務(wù)4 void Task_LED4(void *p_arg){

(void)p_arg;

SysTick_init();

while(1)

{

LED3(ON);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,40);

LED3(OFF);

OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,40);

} }

婁宇庭

2014年5月5 日

第五篇：操作系統(tǒng)學習心得

操作系統(tǒng)學習心得

會計092班 姓名：潘東輝 學號：0904042062 1.下面就操作系統(tǒng)從2000年以來的發(fā)展做一個較簡單的介紹。從一些文獻中，我可以了解到：至2005年為止，用于通用計算機上的分布的操作系統(tǒng)主要兩個家族：類Unix家族和微軟Windows家族。而主機系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)使用多樣的系統(tǒng)，并且很多和Windows、Unix都沒有直接的聯(lián)系。類Unix家族包括多個組織的操作系統(tǒng)，其中有幾個主要的子類包括System V、BSD和Linux。這里'Unix'是一個商標，開發(fā)組織允許使用操作系統(tǒng)在一個定義前提下自由地開發(fā)。這名字是通用大型設(shè)置操作系統(tǒng)類似組織 Unix。Unix系統(tǒng)運行在從巨型機到嵌入式系統(tǒng)的多種機器架構(gòu)上。Unix主要使用于重要的商務(wù)服務(wù)器系統(tǒng)以及學院和工程環(huán)境中的工作站之上。和 AT&T Unix不同，自由軟件比如Linux和BSD逐步開始流行，并且開始進入桌面操作系統(tǒng)領(lǐng)域。和一些Unix操作系統(tǒng)不同，像惠普公司的HPUX和IBM 公司的AIX是設(shè)計僅運行在客戶購買的設(shè)備上，其中有一些特殊的（比如SUN公司的Solaris）可以運行在客戶購買設(shè)備和基于工業(yè)標準的PC上。APPLE公司的Mac OS X是一個BSD特例，以取代早期小型市場上的蘋果公司Mac OS，眾多流行的Unix操作系統(tǒng)正在走向一體。微軟公司的Windows操作系統(tǒng)家族起源于早期的IBM PC環(huán)境中的MS-DOS，現(xiàn)在版本是基于新的Windows NT內(nèi)核，第一次是在OS/2中制定。和Unix不同，Windows只能運行在32位和64位的x86 CPU（如Intel或者AMD的芯片）上，盡管早期有版本運行于DEC Alpha，MIPS 和 PowerPC體系結(jié)構(gòu)。今天Windows是一個流行的操作系統(tǒng)，在全球桌面市場中占有90%左右的份額，同時在中低端服務(wù)器市場也有廣泛的應(yīng)用，如 Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

大型機系統(tǒng)，比如IBM公司的Z/OS，和嵌入式操作系統(tǒng)比如QNX、eCOs和PalmOS都是和Unix和Windows無關(guān)的操作系統(tǒng)，而 Windows CE、Windows NT Embedded 4.0和Windows XP Embedded都是和Windows相關(guān)的。

老的操作系統(tǒng)停留在市場包括類似IBM Windows的OS/

2、來自惠普的VMS(以前的DEC);蘋果公司的Mac OS操作系統(tǒng)、非Unix先驅(qū)蘋果公司Mac OS X，以及AmigaOS，第一個圖形用戶界面的操作系統(tǒng)，包括對于普通用戶的高級的多媒體能力。

2.下面我簡單的總結(jié)了一下操作系統(tǒng)的作用：操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中占據(jù)著一個非常重要的地位，它不僅是硬件與所有其他軟件之間的接口，而且任何數(shù)字電子計算機都必須在其硬件平臺上加載相應(yīng)的操作系統(tǒng)之后，才能構(gòu)成一個可以協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的計算機系統(tǒng)。只有在操作系統(tǒng)的指揮控制下，各種計算機資源才能被分配給用戶使用。也只有在操作系統(tǒng)的支撐下，其他系統(tǒng)軟件如各類編譯系統(tǒng)、程序庫和運行支持環(huán)境才得以取得運行條件。沒有操作系統(tǒng)，任何應(yīng)用軟件都無法運行。有了操作系統(tǒng)就像是我們?nèi)ワ埖挈c菜一樣方便，為我們提供了一個良好的平臺，更好更直觀的管理自己的計算機。操作系統(tǒng)主要有兩方面重要的作用。

1)操作系統(tǒng)要管理系統(tǒng)中的各種資源，包括硬件及軟件資源。操作系統(tǒng)對每一種資源的管理都必須進行以下幾項工作：監(jiān)視這種資源。該資源有多少，資源的狀態(tài)如何，它們都在哪里，誰在使用，可供分配的又有多少，資源的使用歷史等內(nèi)容都是監(jiān)視的含義。實施某種資源分配策略，以決定誰有權(quán)限可獲得這種資源，何時可獲得，可獲得多少，如何退回資源等。分配這種資源。按照已決定的資源分配策略，對符合條件的申請者分配這種資源，并進行相應(yīng)的管理事務(wù)處理?；厥者@種資源。在使用者放棄這種資源之后，對該種資源進行處理，如果是可重復使用的資源，則進行回收、整理，以備再次使用。2)操作系統(tǒng)要為用戶提供的良好的界面。操作系統(tǒng)，必須為最終用戶和系統(tǒng)用戶這兩類用戶的各種工作提供良好的界面，以方便用戶的工作。典型的操作系統(tǒng)界面有兩類：一類是命令行界面，如Unix和MS-DOS；另一類則是圖形化的操作系統(tǒng)界面，典型的圖形化的操作系統(tǒng)界面是MS Windows。

3．下面我就談?wù)勎以趯W習操作系統(tǒng)這門公選課時所得到的感悟。老師的教學風格既保守又開放，完全不限制學生太多的想象空間，讓我們能夠盡情發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。本來我感覺操作系統(tǒng)一定是一門枯燥乏味的學科，但是卻被我們的老師講述的生動具體。從學習操作系統(tǒng)的過程中，我感受到就算是一個操作系統(tǒng)學科也蘊含了很多知識，要想學得透徹，完全搞明白也不是那么容易的。隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，計算機技術(shù)的提高速度是相當驚人的，過一段時間就會有所更新。我們在買來電腦時，就已經(jīng)注定著它的技術(shù)在淘汰了，只要幾個月的時間，也許它就會被超越，計算機在我們國家的發(fā)展還是在起步階段。有很多地方時需要我們向別人學習的我們應(yīng)該思考為什么我們必須要用微軟的windous，而我們就沒有更好的操作系統(tǒng)來取代它嗎？我們作為一個大學生，雖然我不是計算機專業(yè)的，但是我們一定要想著多學一些知識來武裝自己，不使自己過早的被時代所淘汰。更何況是現(xiàn)在這樣一個競爭如此激烈的年代，我們更應(yīng)該為自己的將來做長期的打算。