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本科-嵌入式ARM-第6章μCOS-II程序设计基础汇报人：AA2024-01-17

目录contentsμCOS-II操作系统概述μCOS-II任务管理μCOS-II时间管理μCOS-II内存管理μCOS-II中断处理机制μCOS-II移植与配置实验：基于μCOS-II的嵌入式程序设计

01μCOS-II操作系统概述

μCOS-II是一个可移植、可固化、可裁剪、抢占式的实时多任务内核。实时操作系统从8位到64位微处理器，μCOS-II已在众多嵌入式应用中得到验证。广泛应用经过严格测试与验证，μCOS-II提供了出色的稳定性和可靠性。稳定性与可靠性μCOS-II背景与特点

实时控制如工业控制、航空航天等领域，μCOS-II能满足对实时性要求高的控制需求。通信协议栈在通信领域，μCOS-II可作为TCP/IP等协议栈的实时操作系统平台。图形用户界面μCOS-II可支持图形用户界面系统，提供流畅的用户体验。μCOS-II在嵌入式系统中的应用

通信与同步通过信号量、消息队列、事件等机制实现任务间的通信与同步。内存管理提供动态内存分配与回收机制，优化内存使用。时间管理提供系统时钟、定时器等功能，确保实时性要求。内核负责任务调度、时间管理、内存管理等核心功能。任务管理实现任务的创建、删除、挂起、恢复等操作，支持优先级抢占调度。μCOS-II体系结构及核心组件

02μCOS-II任务管理

03任务初始化在任务创建后，需要对任务进行初始化，包括设置任务优先级、任务状态等。01任务控制块（TCB）μCOS-II通过任务控制块来管理任务，TCB包含了任务的所有信息，如任务堆栈指针、任务名称、任务优先级等。02任务创建函数OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()用于创建任务，需要指定任务函数、任务名称、任务堆栈大小等参数。任务创建与初始化

任务切换μCOS-II通过调度器来实现任务切换，当高优先级任务就绪时，会立即抢占低优先级任务的执行。任务挂起与恢复OSTaskSuspend()用于挂起任务，使其进入睡眠状态；OSTaskResume()用于恢复任务，使其进入就绪状态。任务状态μCOS-II中的任务有五种状态，分别是睡眠状态、就绪状态、运行状态、等待状态和中断服务状态。任务状态及切换

优先级设置μCOS-II允许为每个任务设置不同的优先级，优先级越高的任务越优先执行。调度策略μCOS-II采用基于优先级的抢占式调度策略，即当高优先级任务就绪时，会立即抢占低优先级任务的执行。时间片轮转调度μCOS-II还支持时间片轮转调度策略，即当多个相同优先级的任务就绪时，会按照时间片轮转的方式执行这些任务。任务优先级与调度策略

任务间通信与同步机制信号量（Semaphore）用于实现任务间的同步和互斥访问共享资源。消息队列（MessageQueue）用于实现任务间的通信，允许一个任务向另一个任务发送消息。事件（Event）用于实现多任务间的同步和通信，允许一个任务等待多个事件的发生。互斥量（Mutex）用于实现互斥访问共享资源，确保同一时间只有一个任务可以访问共享资源。

03μCOS-II时间管理

μCOS-II采用系统时钟来管理时间，它是操作系统的脉搏，为任务调度和时间相关操作提供基准。定时器是操作系统中实现时间延迟和时间戳功能的基础。μCOS-II提供硬件定时器和软件定时器两种类型，用于满足不同应用场景的需求。系统时钟与定时器定时器系统时钟

该函数用于实现任务的时间延迟。调用该函数后，任务将进入等待状态，直到指定的延迟时间到期后才重新进入就绪状态。OSTimeDly()该函数用于实现以小时、分钟、秒和毫秒为单位的时间延迟。它提供了一种更直观的方式来指定延迟时间，方便用户理解和使用。OSTimeDlyHMSM()时间延迟函数

时间戳功能μCOS-II提供时间戳功能，可以记录任务开始执行的时间或者事件发生的时间。通过比较时间戳，可以确定任务执行的时间长度或者事件发生的先后顺序。应用场景时间戳在嵌入式系统中有着广泛的应用，如任务执行时间统计、性能分析、事件追踪等。通过使用时间戳功能，开发人员可以更方便地分析和优化系统性能，提高系统的稳定性和可靠性。时间戳功能及应用

04μCOS-II内存管理

在程序运行时，根据需要动态地分配和释放内存空间。动态内存分配概念通过调用特定的内存管理函数（如malloc和free）进行内存的申请和释放。内存分配方式常见的内存管理算法有首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法等，用于决定如何分配和回收内存块。内存管理算法010203动态内存分配原理

将可用内存划分为多个固定大小的分区，每个分区用于满足特定大小的内存请求。分区概念根据应用程序的需求和可用内存的大小，合理划分分区大小。分区大小确定μCOS-II提