功能
- 帮助初学者初识UCOSIII
- 掌握UCOSIII的基本知识，具体包括任务的创建与删除、任务的挂起与恢复、软件定时器、信号量和互斥信号量、消息的传递等
一、简介
μC/OS-II由Micrium公司提供，是一个可移植、可固化的、可裁剪的、占先式多任务实时内核，它适用于多种微处理器，微控制器和数字处理芯片（已经移植到超过100种以上的微处理器应用中）。同时，该系统源代码开放、整洁、一致，注释详尽，适合系统开发。 μC/OS-II已经通过联邦航空局（FAA）商用航行器认证，符合航空无线电技术委员会（RTCA）DO-178B标准。现在最新版的是μC/OS-III。
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。 - 时钟部分(OSTime.c)
μC/OS-II中的最小时钟单位是timetick（时钟节拍）。任务延时等操作是在这里完成的。 - 任务同步和通信部分
为事件处理部分，包括信号量、邮箱、邮箱队列、事件标志等部分；主要用于任务间的互相联系和对临界资源的访问。 - 与CPU的接口部分
是指μC/OS-II针对所使用的CPU的移植部分。由于μC/OS-II是一个通用性的操作系统，所以对于关键问题上的实现，还是需要根据具体CPU的具体内容和要求作相应的移植。这部分内容由于牵涉到SP等系统指针，所以通常用汇编语言编写。主要包括中断级任务切换的底层实现、任务级任务切换的底层实现、时钟节拍的产生和处理、中断的相关处理部分等内容。
二、基础知识
1、任务的创建
①定义相关参数
//任务优先级
#define LED1_TASK_PRIO 5
//任务堆栈大小
#define LED1_STK_SIZE 128
//任务控制块
OS_TCB Led1TaskTCB;
//任务堆栈
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
//任务函数
void led1_task(void *p_arg);
②创建任务
//创建LED1任务
OSTaskCreate((OS_TCB * )&Led1TaskTCB,
(CPU_CHAR * )"led1 task",
(OS_TASK_PTR )led1_task,
(void * )0,
(OS_PRIO )LED1_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&LED1_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
(OS_ERR * )&err);
③编写任务函数
//led1任务函数
void led1_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
p_arg = p_arg;
while(1)
{
LED1=~LED1;
OSTimeDlyHMSM(0,0,0,200,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时500ms
}
}
2、任务的挂起与恢复
在这里插入代码片//task1任务函数
void task1_task(void *p_arg)
{
u8 task1_num=0;
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();
p_arg = p_arg;
POINT_COLOR = BLACK;
OS_CRITICAL_ENTER();
LCD_DrawRectangle(5,110,115,314); //画一个矩形
LCD_DrawLine(5,130,115,130); //画线
POINT_COLOR = BLUE;
LCD_ShowString(6,111,110,16,16,"Task1 Run:000");
OS_CRITICAL_EXIT();
while(1)
{
task1_num++; //任务1执行次数加1 注意task1_num1加到255的时候会清零！！
LED0= ~LED0;
printf("任务1已经执行：%d次\r\n",task1_num);
if(task1_num==5)
{
OSTaskSuspend((OS_TCB*)&Task2_TaskTCB,&err);//任务1执行5次后挂起任务2
printf("任务1挂起了任务2!\r\n");
}
if(task1_num==10)
{
OSTaskResume((OS_TCB*)&Task2_TaskTCB,&err); //任务1运行10次后恢复任务2
printf("任务1恢复了任务2!\r\n");
}
LCD_Fill(6,131,114,313,lcd_discolor[task1_num%14]); //填充区域
LCD_ShowxNum(86,111,task1_num,3,16,0x80); //显示任务执行次数
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时1s
}
}
3、任务同步
①定义信号量
OS_SEM MY_SEM; //定义一个信号量，用于访问共享资源
②在开始任务中创建信号量
OSSemCreate ((OS_SEM* )&MY_SEM, //创建一个信号量
(CPU_CHAR* )"MY_SEM",
(OS_SEM_CTR)1,
(OS_ERR* )&err);
③使用信号量
//led0任务函数
void led0_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
p_arg = p_arg;
while(1)
{
OSSemPend(&MY_SEM,0,OS_OPT_PEND_BLOCKING,0,&err); //请求信号量
LED0=~LED0;
// share_resource=share_resource+1;
// printf("任务1执行次数：%d\r\n",share_resource);
// delay_ms(1000);
// OSSemPost (&MY_SEM,OS_OPT_POST_1,&err); //发送信号量
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时500ms
}
}
//led1任务函数
void led1_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
p_arg = p_arg;
while(1)
{
LED1=~LED1;
OSSemPost (&MY_SEM,OS_OPT_POST_1,&err);
// OSSemPend(&MY_SEM,0,OS_OPT_PEND_BLOCKING,0,&err); //请求信号量
// share_resource=share_resource+1;
// printf("任务2执行次数：%d\r\n",share_resource);
//delay_ms(2000);
//发送信号量
OSTimeDlyHMSM(0,0,2,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时500ms
}
}
4、消息传递
①定义消息队列
#define KEYMSG_Q_NUM 1 //按键消息队列的数量
#define DATAMSG_Q_NUM 4 //发送数据的消息队列的数量
OS_Q KEY_Msg; //定义一个消息队列，用于按键消息传递，模拟消息邮箱
OS_Q DATA_Msg; //定义一个消息队列，用于发送数据
②创建消息队列
//创建消息队列KEY_Msg
OSQCreate ((OS_Q* )&KEY_Msg, //消息队列
(CPU_CHAR* )"KEY Msg", //消息队列名称
(OS_MSG_QTY )KEYMSG_Q_NUM, //消息队列长度，这里设置为1
(OS_ERR* )&err); //错误码
//创建消息队列DATA_Msg
OSQCreate ((OS_Q* )&DATA_Msg,
(CPU_CHAR* )"DATA Msg",
(OS_MSG_QTY )DATAMSG_Q_NUM,
(OS_ERR* )&err);
③任务函数
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//定时器1的回调函数
void tmr1_callback(void *p_tmr,void *p_arg)
{
u8 *pbuf;
static u8 msg_num;
OS_ERR err;
pbuf = mymalloc(SRAMIN,10); //申请10个字节
if(pbuf) //申请内存成功
{
msg_num++;
sprintf((char*)pbuf,"ALIENTEK %d",msg_num);
//发送消息
OSQPost((OS_Q* )&DATA_Msg,
(void* )pbuf,
(OS_MSG_SIZE)10,
(OS_OPT )OS_OPT_POST_FIFO,
(OS_ERR* )&err);
if(err != OS_ERR_NONE)
{
myfree(SRAMIN,pbuf); //释放内存
OSTmrStop(&tmr1,OS_OPT_TMR_NONE,0,&err); //停止定时器1
tmr1sta = !tmr1sta;
LCD_ShowString(10,150,100,16,16,"TMR1 STOP! ");
}
}
}
//主任务的任务函数
void main_task(void *p_arg)
{
u8 key,num;
OS_ERR err;
u8 *p;
while(1)
{
key = KEY_Scan(0); //扫描按键
if(key)
{
//发送消息
OSQPost((OS_Q* )&KEY_Msg,
(void* )&key,
(OS_MSG_SIZE)1,
(OS_OPT )OS_OPT_POST_FIFO,
(OS_ERR* )&err);
}
num++;
if(num%10==0) check_msg_queue(p);//检查DATA_Msg消息队列的容量
if(num==50)
{
num=0;
LED0 = ~LED0;
}
OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err); //延时10ms
}
}
//按键处理任务的任务函数
void Keyprocess_task(void *p_arg)
{
u8 num;
u8 *key;
OS_MSG_SIZE size;
OS_ERR err;
while(1)
{
//请求消息KEY_Msg
key=OSQPend((OS_Q* )&KEY_Msg,
(OS_TICK )0,
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,
(OS_MSG_SIZE* )&size,
(CPU_TS* )0,
(OS_ERR* )&err);
switch(*key)
{
case WKUP_PRES: //KEY_UP控制LED1
LED1 = ~LED1;
break;
case KEY2_PRES: //KEY2控制蜂鸣器
BEEP = ~BEEP;
break;
case KEY0_PRES: //KEY0刷新LCD背景
num++;
LCD_Fill(126,111,233,313,lcd_discolor[num%14]);
break;
case KEY1_PRES: //KEY1控制定时器1
tmr1sta = !tmr1sta;
if(tmr1sta)
{
OSTmrStart(&tmr1,&err);
LCD_ShowString(10,150,100,16,16,"TMR1 START!");
}
else
{
OSTmrStop(&tmr1,OS_OPT_TMR_NONE,0,&err); //停止定时器1
LCD_ShowString(10,150,100,16,16,"TMR1 STOP! ");
}
break;
}
}
}
//显示消息队列中的消息
void msgdis_task(void *p_arg)
{
u8 *p;
OS_MSG_SIZE size;
OS_ERR err;
while(1)
{
//请求消息
p=OSQPend((OS_Q* )&DATA_Msg,
(OS_TICK )0,
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,
(OS_MSG_SIZE* )&size,
(CPU_TS* )0,
(OS_ERR* )&err);
LCD_ShowString(5,270,100,16,16,p);
myfree(SRAMIN,p); //释放内存
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err); //延时1s
}
}