嵌入式系统实验指导书实验二-实验六.pdf

嵌入式系统 实 验 指 导 书 龙岩学院 物理与机电工程学院电子工程系 2013.9 实验二 UCOS-II 任务管理 【实验目的】 1、掌握UCOS-II 中任务管理的函数的应用。 2 、掌握UCOS-II 在STM32 平台下对硬件的控制。 3、掌握开发UCOS-II 应用的程序结构。 【实验步骤】 一、UCOSII 工作原理 UCOSII 提供系统时钟节拍，实现任务切换和任务延时等功能。这个时钟节拍 由OS_TICKS_PER_SEC （在os_cfg.h 中定义）设置，一般我们设置UCOSII 的 系统时钟节拍为1ms~100ms，具体根据你所用处理器和使用需要来设置。本次实 验利用STM32 的SYSTICK 定时器来提供UCOSII 时钟节拍。 UCOSII 早期版本只支持64 个任务，但是从2.80 版本开始，支持任务数提高 到255 个。UCOSII 保留了最高4 个优先级和最低4 个优先级的总共8 个任务， 用于拓展使用，实际上，UCOSII 一般只占用了最低2 个优先级，分别用于空闲 任务（倒数第一）和统计任务（倒数第二），所以剩下给我们使用的任务最多可 达255-2=253 个（V2.91 ） 。 UCOSII 的任何任务都是通过一个叫任务控制块（TCB ）的东西来控制的， 每个任务管理块有3 个最重要的参数：1，任务函数指针；2 ，任务堆栈指针；3， 任务优先级；任务控制块就是任务在系统里面的身份证（UCOSII 通过优先级识 别任务），任务控制块我们就不再详细介绍了，详细介绍请参考任哲老师的《嵌 入式实时操作系统UCOSII 原理及应用》一书第二章。 在UCOSII 中，使用CPU 的时候，优先级高（数值小）的任务比优先级低 的任务具有优先使用权，即任务就绪表中总是优先级最高的任务获得CPU 使用 权，只有高优先级的任务让出CPU 使用权（比如延时）时，低优先级的任务才 能获得CPU 使用权。UCOSII 不支持多个任务优先级相同，也就是每个任务的优 先级必须不一样。任务的调度其实就是CPU 运行环境的切换，即：PC 指针、SP 指针和寄存器组等内容的存取过程 UCOSII 的每个任务都是一个死循环。每个任务都处在以下5 种状态之一的 状态下，这5 种状态是：睡眠状态、就绪状态、运行状态、等待状态(等待某一事 件发生)和中断服务状态。 睡眠状态，任务在没有被配备任务控制块或被剥夺了任务控制块时的状态。 就绪状态，系统为任务配备了任务控制块且在任务就绪表中进行了就绪登记， 任务已经准备好了，但由于该任务的优先级比正在运行的任务的优先级低， 还 暂时不能运行，这时任务的状态叫做就绪状态。 运行状态，该任务获得CPU 使用权，并正在运行中，此时的任务状态叫做 运行状态等待状态，正在运行的任务，需要等待一段时间或需要等待一个事件发 生再运行时，该任务就会把CPU 的使用权让给别的任务而使任务进入等待状态。 中断服务状态，一个正在运行的任务一旦响应中断申请就会中止运行而去执 行中断服务程序，这时任务的状态叫做中断服务状态。 UCOSII 任务的5 个状态转换关系如图2.1 所示 图2.1 任务的状态转换图 接下来，我们看看在UCOSII 中，与任务相关的几个函数： 1） 建立任务函数 如果想让UCOSII 管理用户的任务，必须先建立任务。UCOSII 提供了我们2 个建立任 务的函数：OSTaskCreat 和OSTaskCreatExt，我们一般用OSTaskCreat 函数来创建任务，该 函数原型为： OSTaskCreate(void(*task)(void*pd),void*pdata,OS_STK*ptos,INTU prio) 该函数包括4 个