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u c o s i i中文书邵贝贝集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]第5章时间管理在节时钟节拍中曾提到，μC/OS-Ⅱ(其它内核也一样)要求用户提供定时中断来实现延时与超时控制等功能。
这个定时中断叫做时钟节拍，它应该每秒发生10至100次。
时钟节拍的实际频率是由用户的应用程序决定的。
时钟节拍的频率越高，系统的负荷就越重。
节讨论了时钟的中断服务子程序和节时钟节函数OSTimeTick——该函数用于通知μC/OS-Ⅱ发生了时钟节拍中断。
本章主要讲述五个与时钟节拍有关的系统服务：OSTimeDly()OSTimeDlyHMSM()OSTimeDlyResume()OSTimeGet()OSTimeSet()本章所提到的函数可以在文件中找到。
5.0任务延时函数，OSTimeDly()μC/OS-Ⅱ提供了这样一个系统服务：申请该服务的任务可以延时一段时间，这段时间的长短是用时钟节拍的数目来确定的。
实现这个系统服务的函数叫做OSTimeDly()。
调用该函数会使μC/OS-Ⅱ进行一次任务调度，并且执行下一个优先级最高的就绪态任务。
任务调用OSTimeDly()后，一旦规定的时间期满或者有其它的任务通过调用OSTimeDlyResume()取消了延时，它就会马上进入就绪状态。
注意，只有当该任务在所有就绪任务中具有最高的优先级时，它才会立即运行。
程序清单所示的是任务延时函数OSTimeDly()的代码。
用户的应用程序是通过提供延时的时钟节拍数——一个1 到65535之间的数，来调用该函数的。
如果用户指定0值[(1)]，则表明用户不想延时任务，函数会立即返回到调用者。
非0值会使得任务延时函数OSTimeDly()将当前任务从就绪表中移除[(2)]。
接着，这个延时节拍数会被保存在当前任务的OS_TCB中[(3)]，并且通过OSTimeTick()每隔一个时钟节拍就减少一个延时节拍数。
北航ARM9实验报告：实验3uCOS-II实验北航 ARM9 实验报告：实验 3uCOSII 实验一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解和掌握 uCOSII 实时操作系统在ARM9 平台上的移植和应用。
通过实际操作，熟悉 uCOSII 的任务管理、内存管理、中断处理等核心机制，提高对实时操作系统的理解和应用能力，为后续的嵌入式系统开发打下坚实的基础。
二、实验环境1、硬件环境：ARM9 开发板、PC 机。
2、软件环境：Keil MDK 集成开发环境、uCOSII 源代码。
三、实验原理uCOSII 是一个可裁剪、可剥夺型的多任务实时内核，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。
其基本原理包括任务管理、任务调度、时间管理、内存管理和中断管理等。
任务管理：uCOSII 中的任务是一个独立的执行流，每个任务都有自己的堆栈空间和任务控制块（TCB）。
任务可以处于就绪、运行、等待、挂起等状态。
任务调度：采用基于优先级的抢占式调度算法，始终让优先级最高的就绪任务运行。
时间管理：通过系统时钟节拍来实现任务的延时和定时功能。
内存管理：提供了简单的内存分区管理和内存块管理机制。
中断管理：支持中断嵌套，在中断服务程序中可以进行任务切换。
四、实验步骤1、建立工程在 Keil MDK 中创建一个新的工程，选择对应的 ARM9 芯片型号，并配置相关的编译选项。
2、导入 uCOSII 源代码将 uCOSII 的源代码导入到工程中，并对相关的文件进行配置，如设置任务堆栈大小、系统时钟节拍频率等。
3、编写任务函数根据实验要求，编写多个任务函数，每个任务实现不同的功能。
4、创建任务在主函数中使用 uCOSII 提供的 API 函数创建任务，并设置任务的优先级。
5、启动操作系统调用 uCOSII 的启动函数，使操作系统开始运行，进行任务调度。
6、调试与测试通过单步调试、查看变量值和输出信息等方式，对系统的运行情况进行调试和测试，确保任务的执行符合预期。
摘要：μC/OS-II是一种适用于嵌入式系统的抢占式实时多任务操作系统，开放源代码，便于学习和使用。
介绍μC/OS-II在任务级和中断级的任务切换原理，以及这一操作系统基于嵌入式系统的对于中断的处理；相对于内存资源较少的单片机，着重讨论一种优化的实用堆栈格式和切换形式，以提高资源的利用率；结合MSP430单片机，做具体的分析。
关键词：实时多任务操作系统μC/OS MSP430 中断堆栈引言在嵌入式操作系统领域，由Jean J. Labrosse开发的μC/OS，由于开放源代码和强大而稳定的功能，曾经一度在嵌入式系统领域引起强烈反响。
而其本人也早已成为了嵌入式系统会议（美国）的顾问委员会的成员。
不管是对于初学者，还是有经验的工程师，μC/OS开放源代码的方式使其不但知其然，还知其所以然。
通过对于系统内部结构的深入了解，能更加方便地进行开发和调试；并且在这种条件下，完全可以按照设计要求进行合理的裁减、扩充、配置和移植。
通常，购买RTOS往往需要一大笔资金，使得一般的学习者望而却步；而μC/OS对于学校研究完全免费，只有在应用于盈利项目时才需要支付少量的版权费，特别适合一般使用者的学习、研究和开发。
自1992 第1版问世以来，已有成千上万的开发者把它成功地应用于各种系统，安全性和稳定性已经得到认证，现已经通过美国FAA认证。
1 μC/OS-II的几大组成部分μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。
核心部分(OSCore.c) 是操作系统的处理核心，包括操作系统初始化、操作系统运行、中断进出的前导、时钟节拍、任务调度、事件处理等多部分。
能够维持系统基本工作的部分都在这里。
任务处理部分(OSTask.c)任务处理部分中的内容都是与任务的操作密切相关的。
包括任务的建立、删除、挂起、恢复等等。
因为μC/OS-II是以任务为基本单位调度的，所以这部分内容也相当重要。
ucos-ii的工作原理自我感觉对ucos-ii已经很熟悉了，但是在一次面试的时候，被问及ucos的工作原理，却不知道怎么叙说，从那叙说，恨啊现在网络上搜了一篇，感觉写的蛮好的，借用一下，留作以后回顾（具体作者不详，所以无法署其姓名，望原创见谅）。
uC/OS-II是一种基于优先级的可抢先的硬实时内核。
要实现多任务机制,那么目标CPU必须具备一种在运行期更改PC 的途径,否则无法做到切换。
不幸的是,直接设置PC指针,目前还没有哪个CPU支持这样的指令。
但是一般CPU都允许通过类似JMP,CALL这样的指令来间接的修改PC。
我们的多任务机制的实现也正是基于这个出发点。
事实上,我们使用CALL指令或者软中断指令来修改PC,主要是软中断。
但在一些CPU上,并不存在软中断这样的概念,所以,我们在那些CPU上,使用几条PUSH指令加上一条CALL指令来模拟一次软中断的发生。
在uC/OS-II里,每个任务都有一个任务控制块(Task Control Block),这是一个比较复杂的数据结构。
在任务控制快的偏移为0的地方,存储着一个指针,它记录了所属任务的专用堆栈地址。
事实上,在uC/OS-II内,每个任务都有自己的专用堆栈,彼此之间不能侵犯。
这点要求程序员在他们的程序中保证。
一般的做法是把他们申明成静态数组。
而且要申明成OS_STK类型。
当任务有了自己的堆栈,那么就可以将每一个任务堆栈当前位置，记录到前面谈到的任务控制快偏移为0的地方。
以后每当发生任务切换,系统必然会先进入一个中断,这一般是通过软中断或者时钟中断实现。
然后系统会先把当前任务的堆栈地址保存起来,紧接着恢复要切换的任务的堆栈地址。
由于所要切换的任务堆栈里一定也存的是地址（还记得我们前面说过的,每当发生任务切换,系统必然会先进入一个中断,而一旦中断CPU就会把地址压入堆栈）,这样,就达到了修改PC为下一个任务的地址的目的。
一. UCOSII的中断过程简介系统接收到中断请求后，如果CPU处于开中断状态，系统就会中止正在运行的当前任务，而按中断向量的指向去运行中断服务子程序，当中断服务子程序运行完成后，系统会根据具体情况返回到被中止的任务继续运行，或转向另一个中断优先级别更高的就绪任务。
由于UCOS II是可剥夺型的内核，所以中断服务程序结束后，系统会根据实际情况进行一次任务调度，如果有优先级更高的任务，就去执行优先级更高的任务，而不一定要返回被中断了的任务。
二．UCOSII的中断过程的示意图三．具体中断过程1．中断到来，如果被CPU识别，CPU将查中断向量表，根据中断向量表，获得中断服务子程序的入口地址。
2．将CPU寄存器的内容压入当前任务的任务堆栈中（依处理器的而定，也可能压入被压入被中断了的任务堆栈中。
3．通知操作系统将进入中断服务子程序。
即：调用OSIntEnter()或OSIntNesting直接加1。
4．If（OSIntNesting==1）{OSTCBCur->OSTCBStrPtr=SP;} //如果是第一层中断,则将堆栈指针保存到被中断任务的任务控制块中5．清中断源,否则在开中断后,这类中断将反复的打入,导致系统崩贵6．执行用户ISR7．中断服务完成后,调用OSIntExit()．如果没有高优先级的任务被中断服务子程序激活而进入就绪态,那么就执行被中断了的任务,且只占用很短的时间．8．恢复所有CPU寄存器的值．9．执行中断返回指令．四．相关代码与编译器相关的数据类型:typedef unsigned char BOOLEAN;typedef unsigned char INT8U;typedef unsigned int OS_STK; //堆栈入口宽度为16 位(一) void OSIntEnter (void)的理解uCOS_II.H中定义:#ifdef OS_GLOBALS#define OS_EXT#else#define OS_EXT extern#endif //定义全局宏OS_EXT#ifndef TRUE#define TRUE 1#endifOS_EXT BOOLEAN OSRunning; //定义外部BOOLEAN类型全局变量,用来指示//核是否在运行OS_EXT INT8U OSIntNesting;//定义外部8位无符号整型数全局变量,用来表//示中断嵌套层数OS_CORE.C中的OSIntEnter()函数原型:void OSIntEnter (void){if (OSRunning == TRUE) //如果内核正在运行则进入if{if (OSIntNesting < 255) //如果嵌套层数小于255,则可以继//续{OSIntNesting++; //嵌套层数加1}}}(二)在中断服务子程序中加if ( OSIntNesting == 1){…}的原因uCOS_II.H中定义:typedef struct os_tcb {OS_STK *OSTCBStkPtr;//声明指向任务堆栈栈顶的16位指针………………} OS_TCB;//定义名为OS_TCB的结构体数据类型,即任务控制块的数据结构OS_EXT OS_TCB *OSTCBCur;//声明一个指向任务控制块的全局指针变量//用于指向当前任务的任务控制块中断服务程序中添加的代码:if ( OSIntNesting == 1){OSTCBCur->OSTCBStkPtr = SP; // 如果是第一层中断,则将被中断任务//的堆栈指针保存在被中断任务的任务//任务控制块中}关于uCOS-II的中断服务程序（ISR）中必须加“OSIntNesting == 1”的原因==避免调整堆栈指针.出现这个问题的根源是当低优先级的任务被中断，当中断完成后由于有高优先级的任务就绪，则必须调度高优先级的任务,原来的低优先级任务继续被中断着，但是此时的低优先级任务的堆栈已经被破坏，已不能被调度程序直接调度了，要想被调度而必须调整堆栈指针。
北航ARM9嵌⼊式系统实验实验三uCOS-II实验实验三 uCOS-II实验⼀、实验⽬的在内核移植了uCOS-II 的处理器上创建任务。
⼆、实验内容1）运⾏实验⼗，在超级终端上观察四个任务的切换。
2）任务1~3，每个控制“红”、“绿”、“蓝”⼀种颜⾊的显⽰，适当增加OSTimeDly()的时间，且优先级⾼的任务延时时间加长，以便看清三种颜⾊。
3）引⼊⼀个全局变量BOOLEAN ac_key，解决完整刷屏问题。
4）任务4管理键盘和超级终端，当键盘有输⼊时在超级终端上显⽰相应的字符。
三、预备知识1）掌握在EWARM 集成开发环境中编写和调试程序的基本过程。
2）了解ARM920T 处理器的结构。
3）了解uCOS-II 系统结构。
四、实验设备及⼯具1）2410s教学实验箱2）ARM ADS1.2集成开发环境3）⽤于ARM920T的JTAG仿真器4）串⼝连接线五、实验原理及说明所谓移植，指的是⼀个操作系统可以在某个微处理器或者微控制器上运⾏。
虽然uCOS-II的⼤部分源代码是⽤C语⾔写成的，仍需要⽤C语⾔和汇编语⾔完成⼀些与处理器相关的代码。
⽐如：uCOS-II在读写处理器、寄存器时只能通过汇编语⾔来实现。
因为uCOS-II 在设计的时候就已经充分考虑了可移植性，所以，uCOS-II的移植还是⽐较容易的。
要使uCOS-II可以正常⼯作，处理器必须满⾜以下要求：（1）处理器的C编译器能产⽣可重⼊代码可重⼊的代码指的是⼀段代码（如⼀个函数）可以被多个任务同时调⽤，⽽不必担⼼会破坏数据。
也就是说，可重⼊型函数在任何时候都可以被中断执⾏，过⼀段时间以后⼜可以继续运⾏，⽽不会因为在函数中断的时候被其他的任务重新调⽤，影响函数中的数据。
（2）在程序中可以打开或者关闭中断在uCOS-II中，可以通过OS_ENTER_CRITICAL()或者OS_EXIT_CRITICAL()宏来控制系统关闭或者打开中断。
这需要处理器的⽀持,在ARM920T的处理器上，可以设置相应的寄存器来关闭或者打开系统的所有中断。
