μCOS-II中断和时钟

uC/OS-II简介u C / O S 是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。

μC/OS-II 的前身是μC/OS，最早出自于1992 年美国嵌入式系统专家Jean brosse 在《嵌入式系统编程》杂志的5 月和6 月刊上刊登的文章连载，并把μC/OS 的源码发布在该杂志的B B S 上。

μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。

CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。

用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II 嵌人到开发的产品中。

μC/OS-II 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，最小内核可编译至 2KB 。

μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。

严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。

没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。

但由于uC/OS-II 良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。

uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。

任务管理uC/OS-II 中最多可以支持64 个任务，分别对应优先级0～63，其中0 为最高优先级。

63为最低级，系统保留了4个最高优先级的任务和4个最低优先级的任务，所有用户可以使用的任务数有56个。

uC/OS-II提供了任务管理的各种函数调用，包括创建任务，删除任务，改变任务的优先级，任务挂起和恢复等。

系统初始化时会自动产生两个任务：一个是空闲任务，它的优先级最低，改任务仅给一个整形变量做累加运算；另一个是系统任务，它的优先级为次低，改任务负责统计当前cpu的利用率。

一、名词解释：1、OS：操作系统2、MCU：微控制器3、ISR：中断服务子程序4、FIFO：先进先出5、TCB：Task Control Block,任务控制块6、API：应用程序接口7、RTOS：实时操作系统8、UART：通用异步收发传输器9、MMU：内存管理单元10、JTAG：边界调试接口二、填空题1、( 优先级抢占和时间片轮转)是一种运行时间一到就剥夺进程处理器使用权的剥夺式调度。

2、实时系统的两个基本要求：( 逻辑或功能正确)、时间正确。

所谓时间正确是指(实时系统的计算必须在预定的时间内完成)。

3、临界区是指( 处理时不可分割的代码、每个进程中访问临界资源的那段程序)4、UCOS调用系统延时最小时间单位( 毫秒)5、UCOS配置文件中OS_TICKS_PER_SEC的数值定义为32，含义是〔时钟频率为32 hz)6如果某一个任务不是必须的监控任务，我们一般采用( 动态内存管理)的机制来创建该任务所需要的变量内存空间，要想能使用这种机制，必须首先将内存交给(操作系统)来统一管理7、如果系统中某一个资源属于独占资源，n个任务都需要使用，标准的做法是使用〔互斥信号量〕来解决8、在UCOS中，优先级用一个数字表示，数字越大表示任务的优先级别越〔低〕9、优先级调度的( 任务就绪表)标志进程抢占处理器的权利大小。

10、〔任务控制块〕主要用来记录任务的堆栈指针，任务的当前状态，任务的优先级别等一些与任务管理有关的属性的表。

11、临界区是指( 保证共享资源的完整性和可靠性的代码段)。

12、可重入指的是〔是一段代码(如一个函数)可以被多个任务同时调用，而不必担忧会破坏数据〕。

13、某事件周期不确定，持续时间较短，处理容忍度较长，通常我们采取在〔任务就绪表〕中发现该事件，在〔任务调度〕中处理该事件。

14、如果系统中有2个资源，n个任务都需要使用，标准的做法是使用(互斥信号量)来解决。

15、在UCOS中，最低优先级自动赋给( 空闲任务)这个系统任务。

嵌入式硬件助理工程师认证考试试题题库一、选择题1、以下说法不正确的是（B ）。

A、任务可以有类型说明B、任务可以返回一个数值C、任务可以有形参变量D、任务是一个无限循环2、用图形点阵的方式显示一个16*16点阵汉字需要（B ）字节。

A、8B、32C、16D、643、下列描述不属于RISC计算机的特点的是（C）。

A．流水线每周期前进一步。

B．更多通用寄存器。

C．指令长度不固定，执行需要多个周期。

D．独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。

4、存储一个32位数0x2168465到2000H～2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容为（ D）。

A、0x21B、0x68C、0x65D、0x025、μCOS-II中对关键代码段由于希望在执行的过程中不被中断干扰，通常采用关中断的方式，以下X86汇编代码正确而且不会改变关中断之前的中断开关状态的是（D）A. 先CLI、执行关键代码、再STIB. 先STI、执行关键代码、再CLIC. 先POPF、CLI、执行关键代码、再PUSHFD. 先PUSHF、CLI、执行关键代码、再POPF。

6、RS232-C串口通信中，表示逻辑1的电平是（D ）。

A、0vB、3.3vC、＋5v～＋15vD、－5v～－15v7、ARM汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是（A）。

A. R0 = R2 + (R3 << 1)B. R0 =( R2<< 1) + R3C. R3= R0+ (R2 << 1)D. (R3 << 1)= R0+ R28、IRQ中断的入口地址是（ C）。

A、0x00000000B、0x00000008C、0x00000018D、0x000000149、S3C2420X I/O口常用的控制器是（D）。

（1）端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）。

μCOS-Ⅱ的主要特点_μCOS-II实时操作系统概述1．源代码开放嵌入式实时操作系统μC/OS-II公开全部的程序清单。

绝大部分μC/OS-II的源代码是用移植性很强的ANSI C编写的，和微处理器硬件相关的那部分是用汇编语言编写的。

汇编语言编写的部分已经压缩到最低限度，使得μC/OS-II便于移植到其他微处理器上。

由于代码的开放性，使用者可以清楚地了解该操作系统各个方面的设计细节，通过自己修改源代码，来构造符合应用需求的操作系统环境。

2．可移植性μC/OS-II可以移植到许多微处理器上，条件是只要该微处理器有堆栈指针，有CPU内部寄存器入栈、出栈指令。

另外，使用C编译器必须支持内嵌汇编（inline assembly）或者该C语言可扩展、连接模块，使得关中断、开中断能在C语言程序中实现。

μC/OS可以在绝大多数8位、16位、32位以至64位微处理器、微控制器、数字信号处理器（DSP）上运行。

3. 可固化性μC/OS-Ⅱ是为嵌入式应用而设计的，这就意味着，只要有固化手段（C编译、连接、下载和固化），μC/OS-II就可以嵌入到产品中成为当中的一部分。

4．可裁剪性在实际应用中，可以只使用μC/OS-II应用程序需要的那些系统服务。

也就是说某产品可以只使用几个μC/OS-II功能调用，而另一个产品则使用了几乎所有μC/OS-II的功能。

这样可以减少产品中的μC/OS-II所需的存储空间（RAM和 ROM）。

这种可裁剪性是靠条件编译实现的。

只要在用户的应用程序中（用#def ine constants语句）定义那些μC/OS-II中的功能是应用程序需要的就可以了。

5．抢先式μC/OS-II是抢先式的实时内核。

这就意味着μC/OS-II总是运行就绪条件下优先级最高的任务。

大多数商业内核都是抢先式的，μC/OS-II在性能上和它们类似。

6．多任务μC/OS-Ⅱ可以管理64个任务，然而，目前这一版本保留8个给系统，应用程序最多可以有56个任务。

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。

嵌入式实时操作系统题库一、填空题1． uC/OS-II是一个简洁、易用的基于优先级的嵌入式（抢占式）多任务实时内核。

2．任务是一个无返回的无穷循环。

uc/os-ii总是运行进入就绪状态的（最高优先级）的任务。

3．因为uc/os-ii总是运行进入就绪状态的最高优先级的任务。

所以，确定哪个任务优先级最高，下面该哪个任务运行，这个工作就是由（调度器（scheduler））来完成的。

4．（任务级）的调度是由函数OSSched()完成的，而（中断级）的调度是由函数OSIntExt() 完成。

对于OSSched()，它内部调用的是（OS_TASK_SW()）完成实际的调度；OSIntExt()内部调用的是（OSCtxSw()）实现调度。

5．任务切换其实很简单，由如下2步完成：（1）将被挂起任务的处理器寄存器推入自己的（任务堆栈）。

（2）然后将进入就绪状态的最高优先级的任务的寄存器值从堆栈中恢复到（寄存器）中。

6．任务的5种状态。

（睡眠态(task dormat)）：任务驻留于程序空间（rom或ram）中，暂时没交给ucos-ii处理。

（就绪态（task ready））：任务一旦建立，这个任务就进入了就绪态。

（运行态（task running））：调用OSStart（）可以启动多任务。

OSStart（）函数只能调用一次，一旦调用，系统将运行进入就绪态并且优先级最高的任务。

（等待状态（task waiting））：正在运行的任务，通过延迟函数或pend（挂起）相关函数后，将进入等待状态。

（中断状态（ISR running））：正在运行的任务是可以被中断的，除非该任务将中断关闭或者ucos-ii将中断关闭。

7．（不可剥夺型）内核要求每个任务自我放弃CPU的所有权。

不可剥夺型调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个CPU。

8．当系统响应时间很重要时，要使用（可剥夺型）内核。

最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。

嵌入式实时操作系统μCOSII原理及应用习题答案(第四版)嵌入式实时操作系统μCOSII原理及应用习题答案(第四版)嵌入式操作系统是一种特殊的操作系统，用于控制和管理嵌入式系统。

实时操作系统（RTOS）是一种在给定的时间约束下，能够及时响应外部事件的操作系统。

μC/OS-II是一种广泛应用于嵌入式系统的实时操作系统。

本文将介绍μC/OS-II的原理及应用，并提供第四版的习题答案。

一、μC/OS-II原理1. 任务（Task）管理：μC/OS-II采用优先级抢占式调度算法，支持多任务。

每个任务具有自己的任务控制块（TCB），用于记录任务的状态、优先级、堆栈等信息。

任务之间可以通过任务切换进行调度，具有不同的优先级来确保系统的实时性。

2. 信号量（Semaphore）机制：信号量用于任务之间的同步和互斥操作。

μC/OS-II提供了两种信号量机制：二值信号量和计数信号量。

二值信号量用于任务之间的互斥操作，而计数信号量用于任务之间的同步操作。

3. 事件标志组（Event Flag Group）机制：事件标志组用于任务之间的同步和通信操作。

一个事件标志组中可以包含多个事件标志位，每个标志位都可以独立设置或清除。

任务可以等待一个或多个事件标志位的发生，并在发生时得到通知。

4. 消息邮箱（Mailbox）机制：消息邮箱用于任务之间的通信。

每个消息邮箱中可以存放一个或多个消息，任务可以通过发送和接收消息来进行通信。

消息邮箱还支持阻塞和非阻塞两种方式。

5. 定时器（Timer）管理：μC/OS-II提供了软件定时器的功能，可以设置定时器来触发任务或其他操作。

定时器可以基于时间片、滴答定时器或硬件定时器实现。

二、μC/OS-II应用1. 实时任务调度：μC/OS-II可以在多个任务之间进行优先级调度，保证任务的及时执行。

通过设置任务的优先级和时间片，可以确保高优先级任务优先执行，从而满足实时性要求。

同时，μC/OS-II还提供了任务切换和上下文切换机制，确保任务之间的切换及时有效。

0 引言μC/OS是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。

μC/OS-II 的前身是μC/OS，最早出自于1992 年美国嵌入式系统专家Jean brosse 在《嵌入式系统编程》杂志的5 月和6 月刊上刊登的文章连载，并把μC/OS 的源码发布在该杂志的BBS上。

μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。

CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。

用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌人到开发的产品中。

μC/OS-II 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，最小内核可编译至 2KB 。

μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。

严格地说μC/OS-Ⅱ只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。

没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。

但由于μC/OS-Ⅱ良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。

μC/OS-Ⅱ目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。

1.任务管理μC/OS-Ⅱ中最多可以支持64 个任务，分别对应优先级0～63，其中0 为最高优先级，63为最低级。

系统保留了4个最高优先级的任务和4个最低优先级的任务，所有用户可以使用的任务数有56个。

μC/OS-Ⅱ提供了任务管理的各种函数调用，包括创建任务，删除任务，改变任务的优先级，任务挂起和恢复等。

系统初始化时会自动产生两个任务：一个是空闲任务，它的优先级最低，该任务仅给一个整形变量做累加运算；另一个是系统任务，它的优先级为次低，该任务负责统计当前cpu 的利用率。

μC/OS-Ⅱ操作系统的简介2009-05-26 22:06μc/os－ii是由jean brosse于1992年编写的一个嵌入式多任务实时操作系统。

最早这个系统叫做μc/os，后来经过近10年的应用和修改，在1999年jean j．labrosse推出了；μc/os－ii，并在2000年得到了美国联邦航空管理局对用于商用飞机的、符合rtca do178b标准的认证，从而证明μc/os－ii具有足够的稳定性和安全性。

μc/os－ii是一个可裁减、源代码开放、结构小巧、可抢占式的实时多任务内核，是专为微控制器系统和软件开发而设计的，是控制器启动后首先执行的背景程序，并作为整个系统的框架贯穿系统运行的始终。

它具有执行效率高、占用空间小、可移植性强、实时性能良好和可扩展性强等特点。

采用μc/os－ii实时操作系统可以有效地对任务进行调度；对各任务赋予不同的优先级可以保证任务及时响应，而且采用实时操作系统，降低了程序的复杂度，方便程序的开发和维护。

μc/os－ii的文件体系结构如图1所示。

图1 μc/os-ii的文件体系结构图基于μC/OS—II的嵌入式构件系统设计2009-05-26 22:08引言近些年来，随着嵌入式产品需求的不断增加，嵌入式软件正变得越来越复杂，而产品的开发周期也越来越短。

嵌入式软件开发迫切需要更高效的软件重用手段。

随着软件复用研究成为热点，其核心技术——构件化软件开发方法(CBD)引起了软件工程领域的高度关注，并且在工程应用领域获得了极大的成功。

这种开发方法已在办公应用、电子商务、因特网及分布式网络应用中广泛使用；但在嵌入式领域，构件技术仍处于起步阶段，目前没有一个统一通用的构件规范。

尽管如此，由于基于构件的软件设计方法能够极好地满足嵌入式软件几乎所有的特性(如定制、裁剪、动态演变等)，有效缩短产品开发周期，这种设计方法无疑将给嵌入式系统的开发带来巨大的好处。

本文尝试将构件化软件设计思想引入嵌入式软件设计中，提出了一种适用于嵌入式软件的基于构件的软件体系结构，并且在常用输入设备键盘的应用实践中，验证了此体系结构的可行性。

ucos-ii嵌入式操作系统复习选择题01、删除任务，是说任务将返回并处于（），任务的代码不再被μC/OS-II调用。

【A】休眠状态【B】等待状态【C】就绪态【D】中断状态02、任务一旦建立，这个任务就进入了（）【A】睡眠状态【B】等待状态【C】就绪态【D】运行态03、μC/OS-II中，下列哪个系统函数不能够引起任务调度（）【A】OSStart（）【B】OS_TASK_SW（）【C】OSTaskSuspend（）【D】OSTaskResume（）04、任务是一个无返回的无穷循环，μC/OS-II总是进入就绪态的（）的任务【A】最高优先级【B】最低优先级【C】第二高优先级【D】任意优先级05、ANSI C中，可以用malloc()和free()两个函数动态地分配和释放内存，下面关于这两个函数，说法正确的是（）【A】嵌入式实时操作系统中，调用这两个函数却是安全的【B】多次调用这两个函数，不会产生大量内存碎片【C】malloc()和free()函数的执行时间是确定的【D】可能使得内存无法再分配使用06、以下哪个部分不属于μC/OS-II的任务的组成部分()【A】函数【B】任务堆栈【C】任务控制块【D】线程07、当＿＿＿时由运行状态转为就绪状态？()【A】任务的CPU使用权被剥夺【B】等待某一事件的运行【C】任务获得了CPU的使用权【D】任务响应中断申请08、μCOS-II操作系统不属于（）。

【A】RTOS【B】抢占式实时操作系统【C】分时操作系统【D】嵌入式实时操作系统09、对于μCOS-II操作系统，以下说法不正确的是（）【A】任务可以有类型说明【B】任务可以返回一个数值【C】任务可以有形参变量【D】任务是一个无限循环10、在μC/OS-II系统中，OSTimeTick（）函数只被以下（）函数或过程所调用。

【A】OSTickISR【B】OSShed【C】OSCtxSw【D】OSIntCtxSw11、下面临界区概念论述正确的是（）【A】临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段程序代码【B】临界区是指进程中用于实现进程同步的那段程序代码【C】临界区是指进程中用于实现进程通信的那段程序代码【D】临界区是指进程中用于访问临界资源的那段程序代码12、多道程序设计是指()。