19.1 操作系统介绍
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.
19.1.1 操作系统简介
什么是操作系统
操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。介于APP和硬件之间。
19.1.1 常见的操作系统
常见的操作系统：
IOS（苹果）、安卓（）、Windows、Linux、塞班、UCOS、FreeRTOS、RT-T(国产)、Vxworks、eCos等等。
实时操作系统(RTOS)
UCOS（学习免费，商用需要注册）、FreeRTOS、RT-T(国产)、Vxworks、eCos
会给每个任务一个基础的时间长度，根据任务的需求适当调整任务时长。任务与任务直接切换都有相应的规则。
分时操作系统
Windows----2000以前、Linux----2.6以前
给每一个任务分配一个固定的时长，如果这个任务在固定的时长内已经空闲，分时操作系统还是会给该任务规定好的时长。
半实时操作系统
Windows----7/8/10、Linux----2.6以后
19.1 UCOS操作系统介绍
19.1.1 操作系统的调度原则
UCOS操作系统调度原则是：以任务优先级为调度原则。任务优先级编号越小的，任务优先级越高。
注意点：每个任务只有一个优先级，不同任务优先级编号不能一致。
19.1.1 操作系统的程序结构
没有操作系统时
整个裸机项目工程中有且仅有一个死循环，这个死循环存在main函数中。其它地方可以有死循环但是必须要有退出条件。
有操作系统时
整个操作系统项目工程中可以有多个死循环，每个任务中有一个死循环，main函数中无死循环。
注意点：操作系统在main中必须完成两点：①设定好操作系统心跳节拍；②创建一个任务(该任务必须创建成功)。
19.1.1 操作系统的任务调度
任务调度：指的是什么时候会发生任务调度。
两种情况下会发生任务调度。
操作系统的心跳节拍到达。心跳节拍称为一个Tick。UCOS中有一个专用的操作系统心跳节拍函数：OSTimeTick();
操作系统中的程序代码调用OS_Sched();该函数时会产生任务调度。OS_Sched()：称为任务调度函数。
注意：任务调度函数我们不能够直接调用，只能是操作系统调用。程序员调用该函数会使得UCOS操作系统崩溃。
注意点①：操作系统发生任务调度不一定切换任务；任务切换一定需要产生任务调度。
注意点②：操作系统中高优先级任务必须要有释放CPU控制权函数调用。
19.1.1 操作系统的任务状态
UCOS操作系统中，任务状态有五种：停止/休眠、准备就绪、运行、挂起/等待、中断。只有当任务进入到运行状态才可以执行任务中的程序代码。
停止：任务被删除。
休眠：当前没有任何一个任务准备就绪，运行状态中没有任务执行。
准备就绪：任务运行需要满足的条件都准备完成。
运行：任务正在运行。
挂起：任务需要等待某一个条件发生，其他任务可以将这个任务挂起。
等待：延时相关的。
中断：程序发生了中断事件，CPU要去处理中断服务函数，中断操作系统。
19.1.1 操作系统的任务中断
中断状态中需要注意以下几点：
从运行状态进入中断状态必须要调用函数OSIntEnter()；该函数的功能是用来告诉操作系统当前程序进入中断。
从中断状态退出后进入运行状态之前必须调用函数OSIntExit()；该函数的功能是用来告诉操作系统当前程序退出中断。
程序从中断中退出，操作系统返回到任务中去，这时不一定返回到原来的任务中。
1 /* 2 函数功能：初始化系统滴答定时器 3 函数形参：任意毫秒 4 函数返回值：无 5 备注：控制操作系统的心跳节拍----中断方式 6 作者：李工 7 时间：2018-09-19 8 */ 9 void SysTick_Init(u16 n_ms) 10 { 11 SysTick->CTRL = 0;//清空配置 12 //选择时钟源为21MHz 13 14 SysTick->VAL = 0; 15 16 SysTick->LOAD = n_ms * 21000; 17 18 SysTick->CTRL |= (0X1 << 1);//开启模块级中断使能 19 20 SysTick->CTRL |= (0X1 << 0);//开启递减计数器--使能 21 } 22 23 /* 24 函数功能：系统滴答定时器的中断服务函数 25 函数形参：无 26 函数返回值：无 27 备注：告诉操作系统进中断、出中断、心跳节拍函数 28 作者：李工 29 时间：2018-09-19 30 */ 31 void SysTick_Handler(void) 32 { 33 OSIntEnter();//进中断 34 35 if(SysTick->CTRL & (0X1 << 16)) 36 { 37 OSTimeTick();//心跳节拍函数 38 } 39 40 OSIntExit();//出中断 41 } 42 43 /* 44 函数功能：主函数 45 函数形参：无 46 函数返回值：整型 47 备注：使用UCOS操作系统 48 49 */ 50 int main(void) 51 { 52 //初始化系统滴答定时器 53 SysTick_Init(1000 / OS_TICKS_PER_SEC); 54 //初始化操作系统 55 OSInit(); 56 //创建一个任务 57 OSTaskCreate(os_start_task,NULL,&OS_STK_START_TASK_SIZE[OS_STK_START_TASK_LENGTH - 1],OS_START_TASK_PRIO); 58 //启动操作系统 59 OSStart(); 60 //如果任务创建失败则执行这个无限循环 61 while(1) 62 { 63 ; 64 } 65 }
1 INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *p_arg), 2 void *p_arg, 3 OS_STK *ptos, 4 INT8U prio) 5 函数功能：创建一个任务 6 函数形参：void (*task)(void *p_arg)：函数指针，用来存放任务函数 7 void *p_arg：任务函数的形参传递，如果无形参传递使用NULL即可 8 OS_STK *ptos：任务的任务栈的栈顶 9 INT8U prio：任务的优先级编号 10 函数返回值：OS_ERR_NONE：表示创建成功；否则表示失败 11 使用方法： 12 OSTaskCreate(os_start_task,NULL,&OS_STK_START_TASK_SIZE[OS_STK_START_TASK_LENGTH - 1],OS_START_TASK_PRIO); 13 任务的具体实现： 14 #define OS_START_TASK_PRIO 10 15 #define OS_STK_START_TASK_LENGTH 256 16 OS_STK OS_STK_START_TASK_SIZE[OS_STK_START_TASK_LENGTH]; 17 18 /* 19 函数功能：启动任务 20 函数形参：万能指针 21 函数返回值：无 22 备注：无 23 作者：李工 24 时间：2018-09-19 25 */ 26 void os_start_task(void *p_arg) 27 { 28 29 while(1) 30 { 31 32 } 33 }
19.1 UCOS操作系统任务管理
19.4.1ucos任务组成
任务控制块（底层，不需要掌握）、任务优先级，任务栈，任务函数。
任务控制块：当创建一个任务的时候，ucos会分配一段内存空间给这个任务，这段内存空间就称为任务控制块。任务控制块记录了任务的相关信息：任务函数地址、任务的优先级、任务状态、任务栈地址。
任务优先级：每个任务都有一个唯一的优先级，优先级也只我们这个任务在ucos中的唯一标识，任务的优先级是ucos做任务调度的依据。
任务栈：当任务切换的时候保存该任务的状态（切换之前执行到哪里了，局部变量）。
任务函数：当任务被调度的时候，要完成的工作。
19.1 UCOS操作系统任务间通信
19.1.1 信号量
（保护那段代码不被别的进程抢走）
作用：保护共享资源。
信号量：在UCOS操作系统里面就相当于一个全局变量，释放信号量让这个信号量的值加1，使用信号量让这个信号量的值减1。最小值为0。