1、實驗二UCOS-II任務(wù)管理(DOC)實驗二UCOS-II任務(wù)管理(DOC)11/11實驗二UCOS-II任務(wù)管理(DOC)班級學(xué)號姓名同組人實驗日期室溫大氣壓成績實驗二UCOS-II任務(wù)管理一、實驗?zāi)康?、掌握UCOS-II中任務(wù)管理的函數(shù)的應(yīng)用。2、掌握UCOS-II在STM32平臺下對硬件的控制。3、掌握開發(fā)UCOS-II應(yīng)用的程序構(gòu)造。二、實驗步驟1、UCOSII工作原理UCOSII供給系統(tǒng)時鐘節(jié)拍，實現(xiàn)任務(wù)切換和任務(wù)延時等功能。這個時鐘節(jié)拍由OS_TICKS_PER_SEC（在os_cfg.h中定義）設(shè)置，一般我們設(shè)置UCOSII的系統(tǒng)時鐘節(jié)拍為1ms100ms。本次實驗利用STM3

2、2的SYSTICK準(zhǔn)時器來供給UCOSII時鐘節(jié)拍。UCOSII的任何任務(wù)都是經(jīng)過一個叫任務(wù)控制塊（TCB）的東西來控制的，每個任務(wù)管理塊有3個最重要的參數(shù)：（1）任務(wù)函數(shù)指針；(2)任務(wù)貨倉指針；(3)任務(wù)優(yōu)先級。在UCOSII中，使用CPU的時候，優(yōu)先級高（數(shù)值?。┑娜蝿?wù)比優(yōu)先級低的任務(wù)擁有優(yōu)先使用權(quán)，即任務(wù)就緒表中老是優(yōu)先級最高的任務(wù)獲取CPU使用權(quán)，只有高優(yōu)先級的任務(wù)讓出CPU使用權(quán)（比方延時）時，低優(yōu)先級的任務(wù)才能獲取CPU使用權(quán)。UCOSII不支持多個任務(wù)優(yōu)先級相同，也就是每個任務(wù)的優(yōu)先級必然不一樣樣。任務(wù)的調(diào)動其實就是CPU運轉(zhuǎn)環(huán)境的切換，即：PC指針、SP指針和存放器組等內(nèi)容的

3、存取過程UCOSII的每個任務(wù)都是一個死循環(huán)。每個任務(wù)都處在以下5種狀態(tài)之一的狀態(tài)下，這5種狀態(tài)是：睡眠狀態(tài)、就緒狀態(tài)、運轉(zhuǎn)狀態(tài)、等候狀態(tài)(等候某一事件發(fā)生)和中斷服務(wù)狀態(tài)。睡眠狀態(tài)，任務(wù)在沒有被裝備任務(wù)控制塊或被剝奪了任務(wù)控制塊時的狀態(tài)。就緒狀態(tài)，系統(tǒng)為任務(wù)裝備了任務(wù)控制塊且在任務(wù)就緒表中進行了就緒登記，任務(wù)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，但因為該任務(wù)的優(yōu)先級比正在運轉(zhuǎn)的任務(wù)的優(yōu)先級低，還臨時不可以夠運轉(zhuǎn)，這時任務(wù)的狀態(tài)叫做就緒狀態(tài)。運轉(zhuǎn)狀態(tài)，該任務(wù)獲取CPU使用權(quán)，并正在運轉(zhuǎn)中，此時的任務(wù)狀態(tài)叫做運轉(zhuǎn)狀態(tài)等候狀態(tài)，正在運轉(zhuǎn)的任務(wù)，需要等候一段時間或需要等候一個事件發(fā)生再運轉(zhuǎn)時，該任務(wù)就會把CPU的使用權(quán)讓給

4、其余任務(wù)而使任務(wù)進入等候狀態(tài)。中斷服務(wù)狀態(tài)，一個正在運轉(zhuǎn)的任務(wù)一旦響應(yīng)中斷申請就會中斷運轉(zhuǎn)而去履行中斷服務(wù)程序，這時任務(wù)的狀態(tài)叫做中斷服務(wù)狀態(tài)。UCOSII任務(wù)的5個狀態(tài)變換關(guān)系以以下圖：與任務(wù)有關(guān)的幾個函數(shù)：1）成立任務(wù)函數(shù)UCOSII供給了我們2個成立任務(wù)的函數(shù)：OSTaskCreat和OSTaskCreatExt，我們一般用OSTaskCreat函數(shù)來創(chuàng)立任務(wù)，該函數(shù)原型為：OSTaskCreate(void(*task)(void*pd),void*pdata,OS_STK*ptos,INTUprio)該函數(shù)包含4個參數(shù)：task：是指向任務(wù)代碼的指針；pdata：是任務(wù)開始履行時，傳

5、達(dá)給任務(wù)的參數(shù)的指針；ptos：是分派給任務(wù)的貨倉的棧頂指針；prio是分派給任務(wù)的優(yōu)先級。每個任務(wù)都有自己的貨倉，貨倉必然聲明為OS_STK種類，而且由連續(xù)的內(nèi)存空間組成。能夠靜態(tài)分派貨倉空間，也能夠動向分派貨倉空間。OSTaskCreatExt也能夠用來創(chuàng)建任務(wù)。2）任務(wù)刪除函數(shù)任務(wù)刪除，就是把任務(wù)置于睡眠狀態(tài)，其實不是把任務(wù)代碼給刪除了。UCOSII供給的任務(wù)刪除函數(shù)原型為：INT8UOSTaskDel(INT8Uprio)此中參數(shù)prio就是我們要刪除的任務(wù)的優(yōu)先級。故該函數(shù)是經(jīng)過任務(wù)優(yōu)先級來實現(xiàn)任務(wù)刪除的。3）懇求任務(wù)刪除函數(shù)必然保證被刪除任務(wù)的資源被開釋的前提下才能將其刪除，所以我

6、們經(jīng)過向被刪除任務(wù)發(fā)送刪除懇求，來實現(xiàn)任務(wù)開釋自己占用資源后再刪除。UCOSII供給的懇求刪除任務(wù)函數(shù)原型為：INT8UOSTaskDelReq(INT8Uprio)相同仍是經(jīng)過優(yōu)先級來確立被懇求刪除任務(wù)。4）改變?nèi)蝿?wù)的優(yōu)先級函數(shù)UCOSII在成立任務(wù)時，會分派給任務(wù)一個優(yōu)先級，但是這個優(yōu)先級其實不是如出一轍的，而是能夠經(jīng)過調(diào)用UCOSII供給的函數(shù)改正。UCOSII供給的任務(wù)優(yōu)先級改正函數(shù)原型為：INT8UOSTaskChangePrio(INT8Uoldprio,INT8Unewprio)。5）任務(wù)掛起函數(shù)任務(wù)掛起和任務(wù)刪除有點近似，但是又有差別，任務(wù)掛起但是將被掛起任務(wù)的就緒標(biāo)記刪除，并

7、做任務(wù)掛起記錄，并無將任務(wù)控制塊任務(wù)控制塊鏈表里面刪除，也不需要開釋其資源，而任務(wù)刪除則必然先開釋被刪除任務(wù)的資源，并將被刪除任務(wù)的任務(wù)控制塊也給刪了。被掛起的任務(wù)，在恢復(fù)（解掛）后能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)。UCOSII供給的任務(wù)掛起函數(shù)原型為：INT8UOSTaskSuspend(INT8Uprio)6）任務(wù)恢復(fù)函數(shù)有任務(wù)掛起函數(shù)，就有任務(wù)恢復(fù)函數(shù)，經(jīng)過該函數(shù)將被掛起的任務(wù)恢復(fù)，讓調(diào)動器能夠從頭調(diào)動該函數(shù)。UCOSII供給的任務(wù)恢復(fù)函數(shù)原型為：INT8UOSTaskResume(INT8Uprio)三、實驗內(nèi)容在UCOSII里面創(chuàng)立3個任務(wù)：開始任務(wù)、LED0任務(wù)和LED1任務(wù)，開始任務(wù)用于創(chuàng)立其余（L

8、ED0和LED1）任務(wù)，今后掛起；LED0任務(wù)用于控制DS0的亮滅，DS0每秒鐘亮80ms；LED1任務(wù)用于控制DS1的亮滅，DS1亮300ms，滅300ms，挨次循環(huán)。所要用到的硬件資源以下：指示燈DS0、DS1的硬件電路圖如圖此中PWR是系統(tǒng)電源指示燈，為藍(lán)色。LED0和LED1分別接在PB5和PE5上。為了方便大家判斷，我們選擇了DS0為紅色的LED，DS1為綠色的LED。2）軟件參數(shù)設(shè)置在os_cfg.h里面定義OS_TICKS_PER_SEC=200，也就是設(shè)置UCOSII的時鐘節(jié)拍為5ms。OS_MAX_TASKS=10，也就是最多10個任務(wù)（包含安閑任務(wù)和統(tǒng)計任務(wù)在內(nèi)）。前面提到

9、，我們需要在sys.h里面設(shè)置SYSTEM_SUPPORT_UCOS為1，以支持UCOSII，經(jīng)過這個設(shè)置，不只好夠?qū)崿F(xiàn)利用delay_init來初始化SYSTICK，產(chǎn)生UCOSII的系統(tǒng)時鐘節(jié)拍，還能夠夠讓delay_us和delay_ms函數(shù)在UCOSII下能夠正常使用，這使得我們以前的代碼能夠十分方便的移植到UCOSII下。固然UCOSII也供給了延時函數(shù)：OSTimeDly和OSTimeDLyHMSM，但是這兩個函數(shù)的最少延時單位只好是1個UCOSII時鐘節(jié)拍，在本次實驗中，即5ms，明顯不可以夠?qū)崿F(xiàn)us級的延時，而us級的延時在好多時候特別合用：比方IIC模擬時序，DS18B20等

10、單總線器件操作等。而經(jīng)過delay_us和delay_ms，則能夠方便的供給us和ms的延時服務(wù)，這比UCOSII自己供給的延時函數(shù)更好用。在設(shè)置SYSTEM_SUPPORT_UCOS為1今后，UCOSII的時鐘節(jié)拍由SYSTICK的中斷服務(wù)函數(shù)提供，該部分代碼以下：systick中斷服務(wù)函數(shù),使用ucos時用到voidSysTick_Handler(void)OSIntEnter();/OSTimeTick();/OSIntExit();/進入中斷調(diào)用ucos的時鐘服務(wù)程序觸發(fā)任務(wù)切換軟中斷以上代碼，此中OSIntEnter是進入中斷服務(wù)函數(shù)，用來記錄中斷嵌套層數(shù)OSIntNesting增添

11、1）；OSTimeTick是系統(tǒng)時鐘節(jié)拍服務(wù)函數(shù)，在每個時鐘節(jié)拍認(rèn)識每個任務(wù)的延時狀態(tài)，使已經(jīng)抵達(dá)延不時限的非掛起任務(wù)進入就緒狀態(tài)；OSIntExit是退出中斷服務(wù)函數(shù)，該函數(shù)可能觸發(fā)一次任務(wù)切換（當(dāng)OSIntNesting=0&調(diào)動器未上鎖&就緒表最高優(yōu)先級任務(wù)！=被中斷的任務(wù)優(yōu)先級時），不然連續(xù)返回本來的任務(wù)履行代碼（假如OSIntNesting不為0，則減1）。事實上，任何中斷服務(wù)函數(shù)，都應(yīng)當(dāng)加上OSIntEnter和OSIntExit函數(shù)，這是因為UCOSII是一個可剝奪型的內(nèi)核，中斷服務(wù)子程序運轉(zhuǎn)今后，系統(tǒng)會依據(jù)狀況進行一次任務(wù)調(diào)動去運轉(zhuǎn)優(yōu)先級別最高的就緒任務(wù)，而其實不用然接著運轉(zhuǎn)被

12、中斷的任務(wù)！最后，翻開test.c，輸入以下代碼：#includesys.h#includeusart.h#includedelay.h#includeled.h#includeincludes.h/UCOSII任務(wù)設(shè)/START任務(wù)設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級#defineSTART_TASK_PRIO10/開始任務(wù)的優(yōu)先級設(shè)置為最低設(shè)置任務(wù)貨倉大小#defineSTART_STK_SIZE64任務(wù)貨倉OS_STKSTART_TASK_STKSTART_STK_SIZE;任務(wù)函數(shù)voidstart_task(void*pdata);/LED0任務(wù)設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級#defineLED0_TASK_PRIO7設(shè)

13、置任務(wù)貨倉大小#defineLED0_STK_SIZE64任務(wù)貨倉OS_STKLED0_TASK_STKLED0_STK_SIZE;任務(wù)函數(shù)voidled0_task(void*pdata);/LED1任務(wù)設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級#defineLED1_TASK_PRIO6設(shè)置任務(wù)貨倉大小#defineLED1_STK_SIZE64任務(wù)貨倉OS_STKLED1_TASK_STKLED1_STK_SIZE;任務(wù)函數(shù)voidled1_task(void*pdata);intmain(void)Stm32_Clock_Init(9);/系統(tǒng)時鐘設(shè)置delay_init(72);/延時初始化LED_Init()

14、;LED_Init();/初始化與LED連結(jié)的硬件接口OSInit();OSTaskCreate(start_task,(void*)0,(OS_STK*)&START_TASK_STKSTART_STK_SIZE-1,START_TASK_PRIO);/創(chuàng)立初步任務(wù)OSStart();開始任務(wù)voidstart_task(void*pdata)OS_CPU_SRcpu_sr=0;pdata=pdata;OS_ENTER_CRITICAL();/進入臨界區(qū)(沒法被中斷打斷)OSTaskCreate(led0_task,(void*)0,(OS_STK*)&LED0_TASK_STKLED0_S

15、TK_SIZE-1,LED0_TASK_PRIO);OSTaskCreate(led1_task,(void*)0,(OS_STK*)&LED1_TASK_STKLED1_STK_SIZE-1,LED1_TASK_PRIO);OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO);/掛開初步任務(wù).OS_EXIT_CRITICAL();/退出臨界區(qū)(能夠被中斷打斷)/LED0任務(wù)voidled0_task(void*pdata)while(1)LED0=0;delay_ms(80);LED0=1;delay_ms(920);/LED1任務(wù)voidled1_task(void*pdata)w

16、hile(1)LED1=0;delay_ms(300);LED1=1;delay_ms(300);該部分代碼我們創(chuàng)立了3個任務(wù)：start_task、led0_task和led1_task，優(yōu)先級分別是10、7和6，貨倉大小都是64（注意OS_STK為32位數(shù)據(jù)）。我們在main函數(shù)只創(chuàng)立了start_task一個任務(wù)，此后在start_task再創(chuàng)立其余兩個任務(wù)，在創(chuàng)立今后將自己start_task）掛起。這里，我們獨自創(chuàng)立start_task，是為了供給一個單調(diào)任務(wù)，實現(xiàn)應(yīng)用程序開始運轉(zhuǎn)以前的準(zhǔn)備工作。在應(yīng)用程序中常常有一些代碼段必然不受任何攪亂地連續(xù)運轉(zhuǎn)，這樣的代碼段叫做臨界段。所以，為了使臨界段在運轉(zhuǎn)時不受中斷所打斷，在臨界段代碼前必然用關(guān)中斷指令使CPU障蔽中斷懇求，而在臨界段代碼后必然用開中斷指令消除障蔽使得CPU能夠響應(yīng)中斷懇求。UCOSII供給OS_ENTER_CRITICAL和OS_EXIT_CRITICAL兩個宏來實現(xiàn)，這兩個宏需要在移植UCOSII的時候?qū)崿F(xiàn)，采納OS_CRITICAL_METHOD為3來實現(xiàn)這兩個宏。因為臨界段代碼不可以夠被中斷，將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的及時性，所以臨界段代碼越短越好！在start_task任務(wù)中，我們在創(chuàng)立led0_task和led1_task的時候，不希望中斷打斷