嵌入式课程的设计.doc

嵌入式操作系统的移植和应用 课程设计报告 院系：自动化学院 班级：自动化100X班 学生： 电话： 实验选题： LCD显示字符与LED流水灯并行执行，KEY 控制LED流水模式切换。 实验目的： 通过本课程学习，使学生掌握嵌入式操作系统基本知识，了解系统移植和使用的基本方法，软件和硬件结合，培养学生动手解决实际问题能力。 实验要求： 1. 根据设计题目要求的指标，查阅相关资料； 2. 确定开发技术，熟悉、掌握相关开发工具，包括：HEW集成开发环境、 M16C开发板使用、u/Cos 嵌入式操作系统移植，按所选课题实现任务测试； 3. 编写本课程设计报告。 （四）实验原理： 嵌入式系统：定义为以应用为中心、计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积功耗严格要求的专用计算机系统。 IEEE对嵌入式系统的定义为： 嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（devices used to control、monitor、or assist the operation of equipment、machinery or plants） 操作系统：是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合----它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。 并发性：所谓“并发性”是指在计算机系统中同时运行着多个程序。程序的并发性具体体现在两个方面：用户程序与用户程序之间并发执行，用户程序与操作系统程序之间并发执行。 共享性：所谓资源“共享性”是指操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源。这种共享是在操作系统的控制下实现的。这种共享包括几个方面的内容：１）操作系统要管理并发程序对处理器资源的共享，即在多个并发程序间通过调度来分配处理器时间。２）操作系统要负责管理对主存和外存的共享使用，并且保证对系统数据共享的正确性和数据的完整性。３）操作系统要管理各种外部设备的共享使用。 嵌入式（实时）操作系统：用于嵌入式设备的操作系统，具有通用操作系统的基本特点，又具有系统实时性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等优点。嵌入式（实时）操作系统通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器Browser等。嵌入式（实时）操作系统的重要指标：实时性（中断响应时间、任务切换时间等）、尺寸（可裁剪性）、可扩展性（内核、中间件）。如下图所示： μC/OS-II：是美国一个名为Jean Labrosse的工程师开发的实时操作系统。它以小内核、多任务、丰富的系统服务等特点越来越受欢迎；它具有 可移植性：绝大部分的μC/OS-II的源代码是用一致性强的ANSIC写的。和微处理器应将相关的那部分使用汇编语言编写，并且已经压到最低限度。可在绝大多数8位、16位、32位、64位微处理器、微控制器，数字信号处理器（DSP）上运行。 可裁剪：用户可以再使用程序中通过语句#define定义所需的μC/OS-II功能模块，以减少不必要的存储器空间开支。 占先式：属于完全占先式的实时内核，意味着μC/OS-II总是运行就绪条件下的最高优先级任务。 多任务：可以管理64个任务，支持56个用户任务。赋予每个任务的优先级必须是不相同的，不支持时间片轮转调度法。 中断管理：中断可以使正在执行的任务暂时挂起。如果优先级高的任务被唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套中全部退出后立即执行，中断嵌套可达255层。 其他特点：公开源代码、可固化、可确定性、任务栈、体统很多系统服务、稳定性和可靠性强。 μC/OS-II提供的系统服务：信号量，带互斥机制的信号量（减少优先级倒置问题），事件标志，消息邮箱，消息队列，内存管理，时钟管理，任务管理。 M16C/62 ：单片机采用高性能硅栅CMOS工艺,是M16C/60系列单片机中的一种.它具有和所有M16C/60系列单片机一样的CPU内核,采用100脚塑料封装QFP。 数据寄存器(R0,R1,R2,R3)：这四个寄存器为16位寄存器.根据命令语句可以作为8位或32位寄存器用. 地址寄存器(A0,A1)：A0,A1为具有和数据寄存器相同功能的16位寄存器,可用作相对寻址或间接寻址中的地址寄存器. 帧基址寄存器(FB)：FB为16位寄存器,使用于帧相对寻址. 程序计数器(PC) ：PC由20位组成,指示执行命令的地址 中断表格寄存器(INTB)：它由20位组成,指示有中断向量表的初始地址 堆栈指针(USP/ISP)：由16位组成,有用户