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基于STM32的u/COS-II系统移植 【摘要】本文硬件平台采用ARM公司基于ARMV7架构的Cortex-M3系列处理器STM32F103，利用安富来公司现有的开发板，移植一个基于u/COS-II操作系统的应用程序框架（系统移植）；创建多个任务，并通过使用消息邮箱进行两个任务之间的通信。本文重点是把u/COS-II系统移植到程序中来，进而把各个基本功能模块化，并划分为几个主任务，以便实现嵌入式系统的操作。 【关键字】u/COS-II STM32 系统移植 消息邮箱 串口通信 【引言】随着人类社会经济的不断发展，科研领域不断的拓宽，嵌入式系统产品渐渐完善，并在全世界各行业得到广泛应用。通过移植嵌入式操作系统，计算机可以更好地管理内存，并且在很大程度上提高系统的实时性。本设计通过在STM32上移植u/COS-II操作系统，实现了流水灯闪烁，使用消息邮箱实现多任务间的通信，并通过串口将信息打印到PC终端等功能。加深了笔者对嵌入式操作系统的理解。 【正文】 1 U/COS-II的简介 U/COS-II的前身是UCOS，最早出自于1992年美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse在《嵌入式系统编程》杂志的5月和6月刊上刊登的文章连载，并把UCOS的源码发布在该杂志的BBS上。目前必威体育精装版的版本：U/COS-lll已经出来，但是现在使用最为广泛的还是U/COS-II，本章我们主要针对U/COS-II进行介绍。 U/COS-II是一个可以基于ROM运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，是和很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。为了提供最好的移植性能，U/COS-II最大程度上使用ANSI C语言进行开发，并且已经移植到近40多种处理器体系上，涵盖了从8位到64位各种CPU(包括 DSP)。 U/COS-II是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU硬件相关部分是用汇编语言编写的，总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU上。用户只要有标准的ANSI的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将 U/COS-II 嵌人到开发的产品中。U/COS-II具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB。U/COS-II已经移植到了几乎所有知名的CPU上。 U/COS-II构思巧妙。结构简洁精练，可读性强，同时又具备了实时操作系统的全部功能，虽然它只是一个内核，但非常适合初次接触嵌入式实时操作系统者，可以说是麻雀虽小，五脏俱全。U/COS-II（V2.91版本）体系结构如图1所示： 图1：U/COS-II体系结构图 本设计使用的是U/COS-II的必威体育精装版版本：V2.91版本，该版本U/COS-II比早期的U/COS-II（如V2.52）多了很多功能（比如多了软件定时器，支持任务数最大达到255个等），而且修正了很多已知BUG。 从上图可以看出，U/COS-II的移植，只需要修改：os_cpu.h、os_cpu_a.asm和os_cpu.c等三个文件即可，其中：os_cpu.h，进行数据类型的定义，以及处理器相关代码和几个函数原型；os_cpu_a.asm，是移植过程中需要汇编完成的一些函数，主要就是任务切换函数；os_cpu.c，定义一些用户HOOK函数。 图中定时器的作用是为U/COS-II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（os_cfg.h中定义）设置，一般设置U/COS-II 的系统时钟节拍为1ms~100ms，具体根据所用处理器和使用需要来设置。本设计中，我利用STM32的SYSTICK定时器来提供U/COS-II 时钟节拍。 U/COS-II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，不过对一般使用者来说一般64个任务都是足够多了，一般很难用到这么多个任务。U/COS-II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，但实际上，U/COS-II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）。 所谓的任务，其实就是一个死循环函数，该函数实现一定的功能，一个工程可以有很多这样的任务（最多255个），U/COS-II对这些任务进行调度管理，让这些任务可以并发工作（注意不是同时工作！并发只是各任务轮流占用CPU，而不是同时占用，任何时候还是只有1个任务能够占用CPU），这就是U/COS-II最基本的功能。 U/COS-II的任何任务都是通过一个叫任务