logo资料库

ucos在mega128上的移植STEp bySTEp.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.48M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
第1页 / 共33页
第2页 / 共33页
第3页 / 共33页
第4页 / 共33页
第5页 / 共33页
第6页 / 共33页
第7页 / 共33页
第8页 / 共33页
资料共33页，剩余部分请下载后查看
    uCOS-II 在 ATmega128 上的移植 Step by Step －ICC-AVR 编译器 （ICC7.14C） ba_wang_mao 2009 年 5 月
    ATmega128 内核特点 本文详细介绍了把 μC/OS-Ⅱ移植到 ATMEL 公司的 8 位微控制器 ATmega128 上的全过程（编译器为 ICC-AVR）。所谓移植，就是使一个实时内核能某个微处理器或微控制器上运行。在移植之前，希望读者 能熟悉所用微处理器和 C 编译器的特点。 1. ATmega128 内核特点 之所以要先介绍 ATmega128MCU 内核特点，是因为在 μC/OS-Ⅱ的移植过程中，仍需要用户用 C 语 言和汇编语言编写一些与微处理器相关的代码。这里主要介绍 ATmega128 与 μC/OS-Ⅱ移植相关的内核 特点。如果读者已经对 ATmega128 比较了解了，那就不必阅读这一部分了。 1.1. 微控制器（MCU） ATmega128 的 MCU 包括一个算术逻辑单元（ALU），一个状态寄存器（SREG），一个通用工作寄存 器组和一个堆栈指针。状态寄存器（SREG）的最高位 I 是全局中断允许位。如果全局中断允许位为零， 则所有中断都被禁止。当系统响应一个中断后，I 位将由硬件自动清“0”；当执行中断返回（RETI）指令 时，I 位由硬件自动置“1”，从而允许系统再次响应下一个中断请求。 通用工作寄存器组是由 32 个 8 位的通用工作寄存器组成。其中 R26～R31 这 6 个寄存器还可以两两 合并为 3 个 16 位的间接地址寄存器。这些寄存器可以用来对数据存储空间进行间接寻址。这 3 个间接地 址寄存器的名称为：X 寄存器、Y 寄存器、Z 寄存器。其中 Z 寄存器还能用作对程序存储空间进行间接寻 址的寄存器。有些 AVRC 语言编译器还把 Y 寄存器作为软件堆栈的堆栈指针，比如 ICC-AVR。 堆栈指针（SP）是一个指示堆栈顶部地址的 16 位寄存器。在 ICCAVR 中，它被用作指向硬件堆栈的 堆栈指针。AVR 单片机上电复位后，SP 指针的初始值为 0x0000，由于 AVR 单片机的堆栈是向下生长的 （从高地址向低地址生长），所以系统程序一开始必须对堆栈指针 SP 进行初始化，即将 SP 的值设为数据 存储空间的最高地址。ICCAVR 编译器在链接 C 程序文件的时候，会自动在程序头链入 startup 文件。startup 文件里面的程序将会去做初始化 SP 指针的工作。链入 tartup 文件是 ICCAVR 这个编译器的特点，在用其 它编译器的时候，希望读者确认所使用的编译器是否带有自动初始化 SP 的功能，若没有，应在用户程序 中初始化 SP。 1.2. 数据存储空间（仅内部） AVR 单片机的数据存储器是线形的，从低地址到高地址依次是 CPU 寄存器区（32 个通用寄存器）， I/O 寄存器区，数据存储区 ICCAVR 编译器又将数据存储区划分为全局变量和字符串区，软件堆栈区和硬 件堆栈区三个空间。 成都理工学院 ba_wang_mao 1
    ATmega128 内核特点 CPU 寄存器区 低地址 I/O 寄存器区 全局变量和字符串区 软件堆栈区 硬件堆栈区 高地址 ICCAVR 编译器将堆栈分成了两个功能不同的堆栈来处理（这一点与 8051 系列的单片机编译器处理 方式不同）。 硬件堆栈：用于储存子程序和中断服务子程序调用时的函数返回地址。这块数据区域由堆栈指针 SP 进 行寻址，数据的进栈和出栈有专门的汇编指令（POP，PUSH 等）支持，所以叫做硬件堆栈区。 软件堆栈：用于传递参数，储存临时变量和局部变量。这块数据区域是用软件模拟堆栈储存数据的方式 进行数据存储，用 Y 寄存器进行寻址，所以叫做软件堆栈区。 AVR 单片机的硬件堆栈的生长方向是向下的（从高地址向低地址生长），所以软件堆栈在定义的时候， 也采取相同的生长方向。 这里没有用 ATmega128 而采用 AVR 单片机的提法是因为 ATmega128 属于 AVR 系列单片机中的一 种，而所有的 AVR 单片机的数据存储器组织方式都是一致的。在创建 μC/OS-Ⅱ的任务栈时，需要了解所 用微处理器数据存储空间尤其是堆栈空间的组形式及相关的操作。读者应参阅所用微处理器的资料和编译 器的帮助文档，了解该部分知识。 1.3. Tmega128 的中断响应机制 ATmega128 有 34 个不同的中断源，每个中断源和系统复位在程序存储空间都有一个独立的中断向量 （中断入口地址）。每个中断源都有各自独立的中断允许控制位，当某个中断源的中断允许控制位为“1” 且全局中断允许位 I 也为“1”时，系统才响应该中断。 当系统响应一个中断请求后，会自动将全局中断允许位 I 清零，此时，后续中断响应被屏蔽。当系统 执行中断返回指令 RETI 时，会将全局中断允许位 I 置“1”，以允许响应下一个中断。若用户想实现中断 嵌套，必须在中断服务子程序中将全局中断允许位 I 置“1”。（这一点与 8051 系列的单片机不同）中断向 量表中，处于低地址的中断具有高的优先级。优先级高只是表明在多个中断同时发生的时候，系统先响应 优先级高的中断，并不含有高优先级的中断能打断低优先级的中断处理工程的意思。这与 8051 系列单片 机的中断优先级概念不同。 由于 μC/OS-Ⅱ的任务切换实际上是模拟一次中断，因此需要知道 CPU 的中断响应机制。中断发生 成都理工学院 ba_wang_mao 2
    ATmega128 内核特点 时,ATmega128 按以下步骤顺序执行： 1、全局中断允许位 I 清零。 2、将指向下一条指令的 PC 值压入硬件堆栈，同时堆栈指针 SP 减 2。 3、选择最高优先级的中断向量装入 PC，程序从此地址继续执行中断处理。 4、当执行中断处理时，中断源的中断允许控制位清零。 中断结束后，执行 RETI 指令，此时 1、全局中断允许位 I 置“1”。 2、PC 从堆栈推出，程序从被中断的地方继续执行。 特别要注意的是：AVR 单片机在响应中断及从中断返回时，并不会对状态寄存器 SREG 和通用寄存 器自动进行保存和恢复操作，因此，对状态寄存器 SREG 和通用寄存器的中断保护工作必须由用户来完成 （只不过如果用户使用 C 语言编程，编译器已经帮你完成了上述寄存器入栈工作）。 1.4. Tmega128 的定时器中断 ATmega128 有三个定时器：T0,T1,T2，它们三者都有计数溢出中断功能，而且 T1 和 T2 还有匹配比 较中断，即定时器计数到设定的值时，产生中断并自动清零。若系统采用这种中断方式，其好处是在中断 服务程序 ISR 中不需要重新装载定时器的值。但本文出于通用性的考虑，仍采用定时器计数溢出中断方式。 成都理工学院 ba_wang_mao 3
    μC/OS-Ⅱ的移植 2. μC/OS-Ⅱ的移植 2.1. 移植条件 要实现 μC/OS-Ⅱ的移植，所用的处理器和编译器必须满足一定的条件： （1）、所用的 C 编译器能产生可重入代码。 可重入代码是指可以被一个以上的任务调用，而不必担心其数据会被破坏的代码。可重入代码任何时 候都可以被中断，一段时间以后又可以重新运行，而相应的数据不会丢失，不可重入代码则不行。本文所 使用 ImageCraft 公司的 ICCAVRV6.29 编译器能产生可重入代码。 （2）、用 C 语言就可以打开和关闭中断。 本文所使用的 ICCAVRV6.29 编译器支持在 C 语言中内嵌汇编语句且提供专门开关中断的宏：CLI() 和 SEI()。这样，使得在 C 语言中开关中断非常方便。 （3）、处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在 10 至 100Hz 之间） 本文使用的 ATmega128，有 3 个定时器，能产生 μC/OS-Ⅱ所需的定时中断。 （4）、处理器支持能够容纳一定数量数据的硬件堆栈。 本文使用的 ATmega128 有 4KRAM，硬件堆栈可以开辟在这 4KRAM 中。 （5）、处理器有将堆栈指针和其它 CPU 寄存器从内存中读出和存储到堆栈或内存中的指令。 一般的单片机都满足这个要求(如 PUSH、POP 指令)，且 ATmega128 还具有直接访问 I/O 寄存器的 指令（IN、OUT 等），它比 8051 系列的单片机更容易实现上述要求。 2.2. 移植的实现 μC/OS-Ⅱ的移植工作包括以下几个内容： 用 typedef 声明与编译器相关的 10 个数据类型（OS_CPU.H） 用#define 设置一个常量的值（OS_CPU.H） #define 声明三个宏（OS_CPU.H） 用 C 语言编写六个简单的函数（OS_CPU_C.C） 编写四个汇编语言函数（OS_CPU_A.S） 根据这几项内容，本文逐步来完成。 成都理工学院 ba_wang_mao 4
    INCLUDES.H 文件 INCLUDES.H 文件 是主头文件，在所有后缀名为.C 的文件的开始都包含 INCLUDES.H 文件。使用 INCLUDES.H 的好处 是所有的.C 文件都只包含一个头文件，简洁，可读性强。缺点是.C 文件可能会包含一些它并不需要的头 文件，增加编译时间。我们是以增加编译时间为代价来换取程序的可移植性的。用户可以改写 INCLUDES.H 文件，增加自己的头文件，但必须加在文件末尾。 程序清单 INCLUDES.H. #include #include #include "os_cpu.h" #include "os_cfg.h" #include "..\source\ucos_ii.h" 本移植路径如下图： 成都理工学院 ba_wang_mao 5
    INCLUDES.H 文件 （2）、ICC 目录：存放工程文件 （2）、SOURCE 目录：存放 uC/OS-II 源程序 成都理工学院 ba_wang_mao 6
    uCOS_II.C 文件 uCOS_II.C 文件 必须修改 D:\SOFTWARE\UCOS-II\SOURCE\UCOS-II.C 文件，否则编译不通过。下面是编译通过后 的 UCOS-II.C 文件。 #define OS_GLOBALS /* Declare GLOBAL variables */ #include "..\ICC\includes.h" #define OS_MASTER_FILE /* Prevent the following files from including includes.h */ #include "..\source\os_core.c" #include "..\source\os_flag.c" #include "..\source\os_mbox.c" #include "..\source\os_mem.c" #include "..\source\os_mutex.c" #include "..\source\os_q.c" #include "..\source\os_sem.c" #include "..\source\os_task.c" #include "..\source\os_time.c" 成都理工学院 ba_wang_mao 7
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    开发技术

    共收录19306份资料，累计14个分类，关注成员有19位，主要包括：Actionscript,Javascript,PHP,VB,Perl,Delphi,Python,C#,C,Java,C++,Web开发,硬件开发,其它

    热门标签

    Actionscript Javascript PHP VB Perl Delphi Python C# C Java C++ Web开发 硬件开发 其它

    最新资料