北航ARM9嵌入式系统实验 实验三uCOSII实验Word文档格式.docx

1、四、实验设备及工具1）2410s教学实验箱2）ARM ADS1.2集成开发环境3）用于ARM920T的JTAG仿真器4）串口连接线五、实验原理及说明所谓移植，指的是一个操作系统可以在某个微处理器或者微控制器上运行。虽然uCOS-II的大部分源代码是用C语言写成的，仍需要用C语言和汇编语言完成一些与处理器相关的代码。比如：uCOS-II在读写处理器、寄存器时只能通过汇编语言来实现。因为uCOS-II 在设计的时候就已经充分考虑了可移植性，所以，uCOS-II的移植还是比较容易的。要使uCOS-II可以正常工作，处理器必须满足以下要求：（1）处理器的C编译器能产生可重入代码可重入的代码指的是一段代

2、码（如一个函数）可以被多个任务同时调用，而不必担心会破坏数据。也就是说，可重入型函数在任何时候都可以被中断执行，过一段时间以后又可以继续运行，而不会因为在函数中断的时候被其他的任务重新调用，影响函数中的数据。（2）在程序中可以打开或者关闭中断在uCOS-II中，可以通过OS_ENTER_CRITICAL（）或者OS_EXIT_CRITICAL（）宏来控制系统关闭或者打开中断。这需要处理器的支持,在ARM920T的处理器上，可以设置相应的寄存器来关闭或者打开系统的所有中断。（3）处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在10Hz1000Hz之间） uCOS-II是通过处理器产生的定时器的中断来实

3、现多任务之间的调度的。在ARM920T的处理器上可以产生定时器中断。（4）处理器支持能够容纳一定量数据的硬件堆栈。（5）处理器有将堆栈指针和其它CPU寄存器存储和读出到堆栈（或者内存）的指令。uCOS-II进行任务调度的时候，会把当前任务的CPU寄存器存放到此任务的堆栈中，然后，再从另一个任务的堆栈中恢复原来的工作寄存器，继续运行另一个任务。所以，寄存器的入栈和出栈是uCOS-II多任务调度的基础。下图说明了 uC/OS 的结构以及它与硬件的关系uCOS-II硬件和软件体系结构2）uCOS-II在S3C2410X上的移植（1）设置os_cpu.h中与处理器和编译器相关的代码 包括与编译相关的数

4、据类型，用于实现开关中断的OS_ENTER_CRITICAL和OS_EXIT_CRITICAL两个函数，制定堆栈生长方式的OS_STX_GROWTH.（2）用C语言编写6个操作系统相关的函数（OS_CPU_C.C）OSTaskSTKInit堆栈结构初始化函数、OSTaskCreateHook该函数允许用户或使用移植实例的用户扩展uCOS-II功能、OSTaskDelHook任务删除时调用、OSTaskSWHook任务切换时调用、OSTaskStatHook统计功能扩展，OSTimeTickHook时钟节拍时会被调用。（3）用汇编语言编写4个与处理器相关的函数（OS_CPU.ASM）OSStar

5、tHighRdy运行优先级最高的就绪任务、OS_TASK_SW任务级的任务切换函数、OSIntCtxSw中断级的任务切换函数、OSTickISR时钟节拍中断。（4）时钟节拍中断功能实现多任务操作系统的任务调度是基于时钟节拍中断的，uCOS-II也需要处理器提供一个定时器中断来产生节拍，借以实现时间的延时和期满功能。但在本系统移植uCOS-II时，时钟节拍中断的服务函数并非uCOS-II文献中提到的OSTickISR（），而直接是C 语言编写的OSTimeTick（）。本系统uCOS-II 移植时占用的时钟资源是TIMER1。在平台初始化函数ARMTargetInit（）中，调用uHALr_In

6、itTimers（）函数初始化TIMER4相关寄存器；调用uHALr_InstallSystemTimer（void）开始系统时钟，其中通过语句SetISR_Interrupt（IRQ_TIMER4, TimerTickHandle, NULL）将TimerTickHandle函数设置为TIMER4 的中断服务函数。这些函数在文件UHAL.C 以及ISR.C中。程序中必须在开始多任务调度之后再允许时钟节拍中断，即在OSStart（）调用过后，uCOS-II运行的第一个任务中启动节拍中断。如果在调用OSStart（）启动多任务调度之前就启动时钟节拍中断，uCOS-II运行状态可能不确定而导致崩溃

7、。本系统是在系统任务SYS_Task中调用uHALr_InstallSystemTimer（）函数设置TIMER4的IRQ中断的，从而启动时钟节拍。SYS_Task（）在文件OSAddTask.C中定义，用户不必创建。（5）硬件初始化和配置文件STARTUP目录下的文件还包括中断处理，时钟，串口通信等基本功能函数。在文件main.c 中给出了应用程序的基本框架，包括初始化和多任务的创建，启动等。任务创建方法如下：A、在程序开头定义任务堆栈，任务函数声明和任务优先级：OS_STK TaskName_StackSTACKSIZE=0, ; /任务堆栈void TaskName（void *Id）;

8、 /任务函数#define TaskName_Prio N /任务优先级 B、在main（）函数中调用OSStart（）函数之前用下列语句创建任务：OSTaskCreate（TaskName,（void*）0,（OS_STK*）&TaskName_StackSTACKSIZE-1,TaskName_Prio）;OSTaskCreate（）函数的原型是：INT8U OSTaskCreate （void （*task）（void *pd）, void *p_arg, OS_STK *ptos, INT8U prio）;需要将任务函数TaskName，任务堆栈TaskName_Stack，任务优先级

9、TaskName_Prio三个参数传给OSTaskCreate（）函数。根据任务函数的内容决定堆栈大小，宏STACKSIZE定义为4KB，可以在此基数上乘倍。任务优先级越高，TaskName_Prio值越小；uCOS-II可以管理64个任务，由OSInit（）创建的空闲任务的优先级最低为63；uCOS-II保留4个最高和4个最低优先级，用户任务可以使用其余56个优先级值。C、编写任务函数内容：void TaskName（void *Id） /添入任务初始化语句for（;） /添入任务循环内容OSTimeDly（SusPendTime）;/挂起一定时间，以使其他任务可以占用CPU uCOS-II

10、至少要有一个任务，这里已经创建一个系统任务SYS_Task，启动系统时钟和多任务切换。为了验证uCOS-II多任务切换的进行，再编写两个简单的任务，分别在超级终端上输出。（6）以上任务完成后便可以编译并移植uCOS-II六、实验步骤1）以实验十为模板，将实验六 inc目录下的LCD320.H 和src目录下的LCD640.C拷到 模板下的相应目录，将LCD640.C加入工程中。2）包含以下头文件 #include “inc/lcd320.h”。3）改LCD640.C 文件中包含头文件的路径 。 #include ./inc/drv/reg2410.h 4）声明引用的变量 extern U32

11、LCDBufferII2LCDHEIGHTLCDWIDTH;七、主程序#include./ucos-ii/includes.h /* uC/OS interface */#include ./ucos-ii/add/osaddition.h./inc/drivers.h./inc/sys/lib.h./src/gui/gui.h#include stdio.h./inc/lcd320.h/#pragma import（_use_no_semihosting_swi） / ensure no functions that use semihosting OS_EVENT *MboxSem;/*任

12、务定义*/*OS_STK SYS_Task_StackSTACKSIZE= 0, ; /system task刷新任务堆栈#define SYS_Task_Prio 1void SYS_Task（void *Id）;*/OS_STK task1_StackSTACKSIZE=0, ; /Main_Test_Task堆栈void Task1（void *Id）; /Main_Test_Task#define Task1_Prio 12OS_STK task2_StackSTACKSIZE=0, ; /test_Test_Task堆栈void Task2（void *Id）; /test_Test

13、_Task#define Task2_Prio 15OS_STK task3_StackSTACKSIZE=0, ;void Task3（void *Id）;#define Task3_Prio 17OS_STK task4_StackSTACKSIZE=0, ;void Task4（void *Id）;#define Task4_Prio 11/*已经定义的OS任务*#define Touch_Screen_Task_Prio 9#define Main_Task_Prio 12#define Key_Scan_Task_Prio 58#define Lcd_Fresh_prio 59#define Led_Flash_Prio 60*/#define rUTRSTAT0 （*（volatile unsigned *）0x50000010）#define RdURXH0（） （*（volatile unsigned char *）0x50000024）#define WrUTXH0（ch） （*（volatile unsigned char *）0x50000020）=（unsigned char）（ch）#d