嵌入式实时操作系统UCOS原理与实践分析和学习指导

嵌入式操作系统实验报告系别：班级：学号：姓名：2013.12实验一嵌入式开发环境的建立一、实验目的通过此实验系统，读者可以了解嵌入式实时操作系统uC/OS-II 的内核机制和运行原理。

本实验系统展示了uC/OS-II 各方面的管理功能，包括信号量、队列、内存、时钟等。

在各个实验中具体介绍了uC/OS-II 的相关函数。

读者在做实验的同时能够结合理论知识加以分析，了解各个函数的作用和嵌入式应用程序的设计方法，最终对整个uC/OS-II 和嵌入式操作系统的应用有较为清楚的认识。

二、实验步骤1. 安装集成开发环境LambdaEDU集成开发环境LambdaEDU 的安装文件夹为 LambdaEDU ，其中有一个名为“Setup.exe”的文件，直接双击该文件便可启动安装过程。

具体的安装指导请看“LambdaEDU 安装手册.doc”文件。

当 LambdaEDU 安装完毕之后，我们看到的是一个空的界面，现在就开始一步一步地将我们的实验项目建立并运行起来。

2. 建立项目为了我们的实验运行起来，需要建立1 个项目基于x86 虚拟机的标准应用项目。

通过点击“文件”、“新建”、“项目”开始根据向导创建一个项目。

在随后出现的对话框中选择“Tool/标准应用项目”，点击下一步，开始创建一个标准的可执行的应用程序项目。

在随后出现的对话框中填入项目名称“ucos_x86_demo”。

点击“下一步”。

选择“pc386 uC/OS-II 应用(x86)”作为该项目的应用框架。

点击“下一步”选择“pc386_elf_tra_debug”作为该项目的基本配置。

点击“完成”。

新创建的项目“ucos_x86_demo”将会被添加到项目列表。

src 文件夹下保存了该项目中包含的源文件。

ucos2 文件夹中包含了移植到x86 虚拟机的全部代码。

init.c 文件是基于ucos2和本虚拟机的一个应用程序。

在进行ucos2 内核实验中，只需要替换init.c 文件，即可。

嵌入式实时操作系统UC教案嵌入式实时操作系统UC/OS-II原理及应用第1章嵌入式实时操作系统的基本概念1.1 计算机操作系统1.1.1 什么是计算机操作系统1、计算机体系构架2、操作系统的作用：1）对计算机系统的主要资源进行管理；2）向计算机用户提供相关服务；3）隐藏计算机硬件，为应用程序提供透明的操作环境。

1.1.2 操作系统的作用和功能1、操作系统的作用为应用程序提供一个界面友好，性能稳定、安全，效率高，操作方便的虚拟计算机2、操作系统的功能1）处理器管理2）存储管理3）设备管理4）文件管理5）网络和通信管理6）提供用户接口1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统1.2.1 嵌入式系统的基本概念1、什么是嵌入式系统2、嵌入式系统的发展历程微型计算机→单板机→单片机→单片系统3、嵌入式系统的特点1）专用性强2）可裁剪性好3）实时性与可靠性好4）功耗低1.2.2 嵌入式操作系统1、什么是嵌入式操作系统运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件2、嵌入式操作系统的特点1）微型化2）可裁剪性3）实时性4）高可靠性5）易移植性3、实时操作系统能及时响应外部事件的请求，并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行，且能在一个规定的时间内完成对事件的处理，这种操作系统称为实时操作系统。

4、实时操作系统的基本要求1）实时系统的计算必须产生正确的结果。

（逻辑或功能正确）Logical or Function Correctness)2）实时系统的计算必须在预定的时间内完成。

（时间正确）Timing Correctness5、实时操作系统的分类1）硬实时操作系统（极严格的时间内完成实时任务）2）软实时操作系统（系统完成实时任务的截止时间要求不十分严格）1.2.3 实时操作系统需要满足的条件1、实时操作系统应满足的条件1）必须是多任务操作系统2）任务的切换时间与系统中的任务数无关3）中断延迟的时间可预知并尽可能短1.2.4 嵌入式系统的任务及嵌入实时操作系统1、嵌入式系统的任务由于嵌入式系统所完成的是对一个装置或设备的控制任务，任务的功能相对固定，因此在一般情况下嵌入式实时操作系统所支持的典型任务应该是一个无限循环结构。

嵌入式实时操作系统UC/OS-II原理及应用第1章嵌入式实时操作系统的基本概念1.1 计算机操作系统1.1.1 什么是计算机操作系统1、计算机体系构架2、操作系统的作用：1）对计算机系统的主要资源进行管理；2）向计算机用户提供相关服务；3）隐藏计算机硬件，为应用程序提供透明的操作环境。

1.1.2 操作系统的作用和功能1、操作系统的作用为应用程序提供一个界面友好，性能稳定、安全，效率高，操作方便的虚拟计算机2、操作系统的功能1）处理器管理2）存储管理3）设备管理4）文件管理5）网络和通信管理6）提供用户接口1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统1.2.1 嵌入式系统的基本概念1、什么是嵌入式系统2、嵌入式系统的发展历程微型计算机→单板机→单片机→单片系统3、嵌入式系统的特点1）专用性强2）可裁剪性好3）实时性与可靠性好4）功耗低1.2.2 嵌入式操作系统1、什么是嵌入式操作系统运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件2、嵌入式操作系统的特点1）微型化2）可裁剪性3）实时性4）高可靠性5）易移植性3、实时操作系统能及时响应外部事件的请求，并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行，且能在一个规定的时间内完成对事件的处理，这种操作系统称为实时操作系统。

4、实时操作系统的基本要求1）实时系统的计算必须产生正确的结果。

（逻辑或功能正确）Logical or Function Correctness)2）实时系统的计算必须在预定的时间内完成。

（时间正确）Timing Correctness5、实时操作系统的分类1）硬实时操作系统（极严格的时间内完成实时任务）2）软实时操作系统（系统完成实时任务的截止时间要求不十分严格）1.2.3 实时操作系统需要满足的条件1、实时操作系统应满足的条件1）必须是多任务操作系统2）任务的切换时间与系统中的任务数无关3）中断延迟的时间可预知并尽可能短1.2.4 嵌入式系统的任务及嵌入实时操作系统1、嵌入式系统的任务由于嵌入式系统所完成的是对一个装置或设备的控制任务，任务的功能相对固定，因此在一般情况下嵌入式实时操作系统所支持的典型任务应该是一个无限循环结构。

《嵌入式操作系统UCOSII原理及应用》任哲—学习笔记第一章嵌入式实时操作系统的概念1.计算机操作系统：对计算机系统资源进行管理，并向计算机用户提供若干服务。

OR：计算机操作系统是计算机硬件的一个软件包装，它为应用程序设计人员提供了一个更便于使用的虚拟计算机。

2.操作系统功能：1）处理器的管理：(1)中断管理；（2）对处理器工作进行调度；2）存储的管理：3）设备的管理：4）文件的管理：5）网络和通信的管理：6）提供用户接口：3.嵌入式系统：对对象进行自动化控制而使其具有智能化并可嵌入对象体系中的专用计算机系统。

4.嵌入式操作系统：运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件。

5.实时操作系统：（1）多任务系统；（2）任务切换时间与系统中的任务数无关；（3）中断延时的时间可预知并尽可能短。

第二章uC/OS-II中的任务1.uC/OS-II操作系统内核的主要工作就是对任务进行管理和调度。

2.UC/OS-II的任务组成部分：（1）任务程序代码：任务的执行部分；（2）任务堆栈：保存任务工作环境；（3）任务控制块：保存任务属性。

3.uC/OS-II的两种任务：用户任务：由应用程序设计者编写的任务。

系统任务：系统提供的任务。

4.任务的状态：（1）睡眠状态：是否配置或剥夺任务控制块的配置情况；（2）就绪状态：任务就绪表进行就绪登记，等待优先级，具备运行充分条件；（3）运行状态：获得CPU使用权限，任何时候只有一个任务处于运行状态。

（4）等待状态：正在运行的任务，需要等待一段时间或一件事件发生在运行，暂时交出CPU使用权。

5.用户任务代码结构：任务的执行代码通常是一个无限循环结构，并且在这个循环中可以响应中断，这种结构叫做超循环结构。

6.OSTakCreate（）用来创建任务的函数；OSStart（）用来启动各项任务的函数，启动后，任务就交由操作系统来管理和调度了。