uCOSIII中文版.pdf

发布时间：2022-06-23 发布人：admin 分类：说明书资料大小：5.31M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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序言

1、简介

1-1前后台系统

1-2实时内核

1-3实时系统（RTOS）

1-4uC/OS-III

1-5uC/OS,uC/OS-II,uC/OS-III的性能对比

1-6这本书的编排方式

1-7探针uC/Probe

1-8规定

1-9章节目录

2、目录和文件

2-1应用代码

2-2CPU

2-3板级支持包（BSP）

2-4uC/OS-III中独立于CPU的源文件

2-5uC/OS-III中CPU相关的源代码

2-6uC/CPU,CPU相关代码

2-7uC/LIB可移植的函数库

2-8概要

3、开始学习uC/OS-III

3-1单任务应用

3-2内核对象与多任务应用

4、临界段

4-1关中断

4-1-1测量关中断时间

4-2锁住调度器

4-2-1测量锁调度器时间

4-3uC/OS-III与长临界段

4-4总结

5、任务管理

5-1设置任务优先级

5-2堆栈空间大小的确定

5-3检测任务堆栈的溢出

使用MMU或MPU

堆栈溢出检测寄存器

基于软件的堆栈溢出检测

计算空闲堆栈空间

5-4任务管理服务

5-5内部任务管理

5-5-1任务状态

5-5-2任务控制块TCB

5-6内部任务

5-6-1空闲任务OS_IdleTask()

5-6-2时基任务OS-TickTask()

5-6-3统计任务OS_StatTask()

5-6-4定时器任务OS_TmrTask()

5-6-5中断处理任务OS_IntQTask()

5-7总结

6、就绪列表

6-1优先级

6-2就绪列表

6-3添加任务到就绪队列

6-4总结

7、调度

7-1抢占式调度

7-2调度点

7-3循环轮转调度

7-4调度的内部实现

7-4-1OSSched()

7-4-2OSIntExit()

7-4-3OS_SchedRoundRobin()

7-5总结

8、上下文切换

8-1OSCtxSw()

8-2OSIntCtxSw()

8-3总结

9、中断管理

9-1CPU的中断处理

9-2典型的中断服务程序

9-3短中断服务程序（ISR）

9-5每个中断向量指向不同的地址

9-6直接提交和延迟提交

9-6-1直接提交

9-6-2延迟提交方式

9-7直接提交VS延迟提交

9-8系统时基

9-9总结

10、挂起队列

10-1总结

11、时间管理

11-1OSTimeDly()

11-2OSTimeDlyHMSM()

11-3OSTimeDlyResume()

11-4OSTimeSet()和OSTimeGet()

11-5OSTimeTick()

12、软件定时器管理

12-1一次性定时模式

12-3有初始定时周期模式

12-4内部定时器管理

12-4-1内部定时器管理-定时器状态

12-4-2定时器内部管理——OS_TMR

12-4-3内部定时器管理——定时器任务

12-4-4内部定时器管理——定时器列表

12-5总结

13、资源管理

13-1关中断

13-2锁调度器

13-3信号量

13-3-1二值信号量

13-3-2信号量计数值

当共享资源同时可以被多个任务访问时，信号量计数值用于标记共享资源能同时被多少个任务访问。例如，缓冲池

13-3-3信号量需注意的事项

13-3-4信号量的结构

13-3-5优先级反转

13-4互斥信号量mutex

13-4-1mutex的内部机制

13-5用信号量代替mutex

13-6死锁

13-7总结

14、同步

14-1信号量

14-1-1单向同步

14-1-2信号量计数值

14-1-3多个任务等待一个信号量

14-2任务内建信号量

14-2-1挂起（等待）任务信号量

14-2-2提交（标记）任务信号量

14-2-3双向同步

14-3事件标志组

14-3-1使用事件标志组

14-3-2事件标志组内部结构

14-4多任务同步

14-5总结

15、消息传递

15-1消息

15-2消息队列

15-3任务的消息队列

15-4双向通信

15-5流量控制

15-6保持数据在作用域中

15-7使用消息队列

15-8客户端和服务器端

15-9消息队列的组成

15-10总结

16、挂起多个对象

16-1总结

17、内存管理

17-1创建一个内存分区

17-2获得内存分区中的内存块

17-3归还内存块给内存分区

17-4使用内存分区

17-5总结

18、移植uC/OS-III

18-1uC/CPU

18-2uC/OS-III移植

18-3板级支持包BSP

18-4总结

主要内容

信号量结构

消息队列结构

事件标志组结构

挂起队列结构

任务创建

任务状态

时基列表

就绪列表

内核对象

软件定时器结构

任务

时基任务

统计任务

中断处理任务

软件定时器任务

空闲任务

uC/OS-III 中文资料

uC/OS-III 中文资料译者序很高兴终于完成了 uC/OS-III 嵌入式系统的翻译，翻译从 2011 年 10 月 15 日开始到 2011 年 11 月 3 日为止，共 20 天时间，平均每天 5 个小时。本想将 uC/OS-III 函数的 API 部分也翻译的，但毕竟考研更甚于爱好，我得为 2013 年 1 月的考研做准备呀~~。在此，我要感谢： 1、我的导师：乐光学教授。是您经常带我去公司拓展视野，并让我坚定不移地往嵌入式方面发展。 2、我的师傅：张雪强博士。是您无偿提供给我一些开发板，作为回报，帮您的店铺宣传一下 http://as-robot.taobao.com/ 3、还有我的亲朋好友们。特别是今天上午，用了 3 小时终于在 MDK4.0 编译器上将 uC/OS-III 移植到 stm32f103rb 处理器上，并成功运行。移植的步骤，我也会发布到网上的，谢谢大家。我的 QQ 号码是 522430192，我的邮箱是 522430192@qq.com，希望大家多多联系我，共同学习，共同进步。：屈环宇：嘉兴学院：2011 年 11 月 3 日晚

uC/OS-III 中文资料序言什么是 uC/OS-III? uC/OS-III(Micro C OS Three 微型的 C 语言编写的操作系统第 3 版)是一个可升级的，可固化的，基于优先级的实时内核。它对任务的个数无限制。uC/OS-III 是一个第 3 代的系统内核，支持现代的实时内核所期待的大部分功能。例如资源管理，同步，任务间的通信等等。然而，uC/OS-III 提供的特色功能在其它的实时内核中是找不到的，比如说完备的运行时间测量性能，直接地发送信号或者消息到任务，任务可以同时等待多个内核对象等。为什么命名一个新的版本？ uC/OS 系列，第一代产生于 1992。经过了多年的使用和上千人的反馈，已经产生了很多的进化版本。 uC/OS-III 是这些反馈和经验的总结。在 uC/OS-II 中很少使用的功能已经被删除或者被更新，添加了更高效的功能和服务。其中最有用的功能应该是时间片轮转法（round robin),这个是 uC/OS-II 中不支持的，但是现在已经是 uC/OS-III 的一个功能了。 uC/OS-III 会提供新的功能以更好地适应新出现的处理器。特别的，uC/OS-III 被设计用于 32 位处理器，但是它也能在 16 位或 8 位处理器中很好地工作。

uC/OS-III 中文资料 uC/OS-III 的目标 uC/OS-III 最主要的目标是提供一流的实时内核以适应更新很快的嵌入式产品。使用像 uC/OS-III 那样具有雄厚的基础和稳定的框架的商业实时内核，能够帮助设计师们处理日益复杂的嵌入式设计。这本书中的目标，是为了介绍 uC/OS-III 的内部工作。了解这些会帮助读者实现逻辑上的设计方案，协调统一硬件和软件会让你对整体的设计很有把握。

uC/OS-III 中文资料 1111、简介在重要的地方，实时系统凭借其系统性的计算和及时的处理能力工作着。一共有 2 种类型的实时系统：软实时系统和硬实时系统。软实时系统和硬实时系统的区别在于一旦没有在规定的时间内完成任务所导致后果的严重性。超过时限后所得到的结果即使正确也可能是毫无作用的。硬实时系统中，运算超时是不允许发生的。在很多情况下，超时会导致巨大的灾难，会威胁人们的生命安全。但是在软实时系统中，超时不会导致严重后果。实时系统的应用范围很广，但很多实时系统是嵌入式的。一个嵌入式系统是计算机中添加操作系统，但是用户不公认这是个计算机。以下列出嵌入式系统的一些例子航空航天通讯飞行管理系统路由器喷射发动机控制交换机武器系统手机加工控制化学工厂工厂自动化食品加工语音计算机外围设备机器人 MP3 播放器打印机

uC/OS-III 中文资料放大器和调谐器扫描仪汽车制造业家用电器视频广播设备高清电视反锁死制动系统空气调节机气候控制引擎控制 GPS 恒温器大型家用电器办公室自动化等等传真机复印机实时系统的设计，调试和配置比非实时系统难得多。 1-11-11-11-1 前后台系统前后台系统前后台系统前后台系统简单的小型系统设计一般是基于前后台的或者无限循环的系统。包含一个无限循环的模块实现需要的操作（后台）。中断处理程序实现异步事件（前台）。前台也叫做中断级，后台也叫作任务级。临界操作应该在任务级中被执行，不可避免地必须在中断处理程序中执行也要确保是在很短的时间内完成。因为这会导致 ISR 占用更长的时间。通常的，ISR 中使能相关的信息而在后台程序中执行相应的操作。这叫做任务级响应。任务级响应的时间依赖于后台循环一次所需的时间，通常这不是一个固定常量。另外，如果其中的代码稍有改动，那么循环一次所用的时间也将有所变化。

uC/OS-III 中文资料大多数高产量低成本微控制器的应用软件（例如微波炉，电话玩具等）都是基于前后台系统的。 1-21-21-21-2 实时内核实时内核实时内核实时内核实时内核是一个能管理 MPU、MCU、DSP 时间和资源的软件。实时内核的应用包括迅速地响应，可靠地完成工作的各个部分。任务（也叫做线程）是一段简单的程序，运行时完全地占用 CPU。在单 CPU 中，任何时候只有 1 个任务被执行。内核的责任是管理任务，也做多任务处理。多任务处理的作用是协调和切换多个任务依次享用 CPU。多任务处理最大化 CPU 的功能

uC/OS-III 中文资料同时会让我们感觉是多个 CPU 在同时运行。多任务处理也有利于处理模块化的应用。多任务处理一个最重要的方面在于它允许程序员管理复杂的实时应用。在多任务处理中程序员可以简单的维护和升级产品。 uC/OS-III 是一个抢占式内核，这意味着 uC/OS-III 总是执行最重要的就绪任务，如图 1-2。 F1-2（1）一个低优先级的任务正在被执行 F1-2（2）发生一个中断，CPU 转向 ISR F1-2（3）ISR 响应中断请求设备，但是 ISR 只做非常少的工作。ISR 应该标记或发送消息到一个高优先级的任务，让中断能够快速处理完毕。例如，如果一个中断来自于以太网控制器，ISR 标记任务，在任务级响应以太网控制器。 F1-2（4）当 ISR 执行完毕，uC/OS-III 注意到 ISR 创建的一个更高优先级的任务就绪。uC/OS-III 将不会返回到中断前的任务，它会切换

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