嵌入式:UCOSIII的使用(17.01.24补充)

时间:2022-03-20 21:07:13

0、一些移植、系统相关 

OS_CFG_APP.H

                                                            /* --------------------- MISCELLANEOUS ------------------ */
#define OS_CFG_MSG_POOL_SIZE 100u /* 消息池 大小           */
#define OS_CFG_ISR_STK_SIZE 128u /* Stack size of ISR stack (number of CPU_STK elements) */
#define OS_CFG_TASK_STK_LIMIT_PCT_EMPTY 10u /* Stack limit position in percentage to empty */


/* ---------------------- IDLE TASK --------------------- */
#define OS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE 128u /* 空闲任务 堆栈空间大小   (一般不做修改)   */


/* ------------------ ISR HANDLER TASK ------------------ */
#define OS_CFG_INT_Q_SIZE 10u /* 中断服务队列 大小           */
#define OS_CFG_INT_Q_TASK_STK_SIZE 128u /* 中断服务队列 堆栈空间大小(一般不做修改)    */

/* ------------------- STATISTIC TASK ------------------- */
#define OS_CFG_STAT_TASK_PRIO   (OS_CFG_PRIO_MAX-2u)   /* 统计任务 优先级 (一般不做修改)     */
#define OS_CFG_STAT_TASK_RATE_HZ 10u /* 统计任务频率 (1 to 10 Hz)     */
#define OS_CFG_STAT_TASK_STK_SIZE 128u /* 统计任务 堆栈空间大小 (一般不做修改)     */


/* ------------------------ TICKS ----------------------- */
#define OS_CFG_TICK_RATE_HZ 200u /* 时钟节拍频率 200HZ = 5ms (10 to 1000 Hz) */
#define OS_CFG_TICK_TASK_PRIO 1u /* 时钟节拍优先级,一般设置一个相对较高的优先级        */
#define OS_CFG_TICK_TASK_STK_SIZE 128u /* 时钟节拍堆栈空间大小  (一般不做修改)     */
#define OS_CFG_TICK_WHEEL_SIZE 17u /* Number of 'spokes' in tick wheel; SHOULD be prime */


/* ----------------------- TIMERS ----------------------- */
#define OS_CFG_TMR_TASK_PRIO 2u /* 软件定时器优先级        */
#define OS_CFG_TMR_TASK_RATE_HZ 100u /* 软件定时器频率 100HZ = 10ms,不能小于心跳时钟节拍      */
#define OS_CFG_TMR_TASK_STK_SIZE 128u /* 软件定时器堆栈空间大小 (一般不做修改)    */
#define OS_CFG_TMR_WHEEL_SIZE 17u /* Number of 'spokes' in timer wheel; SHOULD be prime */

 

OS_CFG.H:功能性裁剪

OS_APP_HOOKS.C:钩子函数

OS_CPU_A.ASM:PendSV中断、任务切换

OS_CPU_C.C: OSTaskStkInit函数,任务创建时,对堆栈初始化,寄存器地址要参照手册

 

 

1、框架写法(个人习惯相关)

1-1、main 函数里创建一个开始任务

int main(void)
{
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();

初始化外设

OSInit(&err);      //初始化UCOSIII

OS_CRITICAL_ENTER();    //进入临界区

OSTaskCreate();       //创建开始任务

OS_CRITICAL_EXIT();    //退出临界区

OSStart(&err);       //开启UCOSIII

while(1);
}

1-2、开始任务里,创建我们要运行的多个任务

void start_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();
p_arg = p_arg;

CPU_Init();

#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u //统计任务
OSStatTaskCPUUsageInit(&err);     
#endif

#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN    //测量中断关闭时间
CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
#endif

#ifOS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN  //时间片轮转
OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err); //时间片长度为1个系统时钟节拍,既1*5=5ms
#endif

OS_CRITICAL_ENTER();    //进入临界区

OSTaskCreate();     //创建任务1
OSTaskCreate();     //创建任务2
OSTaskCreate();     //创建任务3

OS_CRITICAL_EXIT();   //进入临界区

OSTaskDel((OS_TCB*)0,&err);  //删除start_task任务自身
}

  

2、任务创建、挂起、删除

2-1、任务创建

//==================任务创建宏定义,便于修改==================

#define START_TASK_PRIO3//任务优先级
#define START_STK_SIZE 128//任务堆栈大小

OS_TCB StartTaskTCB;//任务控制块
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];     //任务堆栈

void start_task(void *p_arg);//任务函数

//==================任务创建函数==================

OSTaskCreate((OS_TCB * )&StartTaskTCB,//任务 控制块
   (CPU_CHAR* )"start task", //任务 名字
   (OS_TASK_PTR )start_task, //任务 函数
   (void* )0,//任务 任务函数的参数
   (OS_PRIO )START_TASK_PRIO, //任务 优先级
   (CPU_STK * )&START_TASK_STK[0],//任务 堆栈基地址
   (CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE/10,//任务 堆栈深度限位
   (CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE,//任务 堆栈大小
   (OS_MSG_QTY )0,//任务 内部消息队列能够接收的最大消息数目,为0时禁止接收消息
   (OS_TICK )0,//任务 使用时间片轮转,时间片长度,为0时为默认长度,
   (void *)0,//任务 用户补充的存储区
   (OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,   //任务 选项
   (OS_ERR *)&err);//任务 创建成功与否

2-2、任务挂起

OSTaskSuspend((OS_TCB*)&Task1TaskTCB,&err);//挂起开始任务

2-3、任务解挂

OSTaskResume((OS_TCB*)&Task1TaskTCB,&err);    //任务解挂

2-4、任务删除

OSTaskDel((OS_TCB*)0,&err);//删除start_task任务自身

 

3、时间片轮转

3-1、两个任务优先级相等

#define Task0_Task_Prio4                //优先级4
#define Task0_Stk_Size128
OS_TCB Task0TaskTCB;
CPU_STK Task0_Task_Stk[Task0_Stk_Size];
void Task0Task(void *p_arg);

#define Task1_Task_Prio4 //优先级4
#define Task1_Stk_Size128
OS_TCB Task1TaskTCB;
CPU_STK Task1_Task_Stk[Task1_Stk_Size];
void Task1Task(void *p_arg);

3-2、使能轮转调度,调用API,设置单位时间

#ifOS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN      //使用时间片轮转

OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err); //时间片长度为1个系统时钟节拍,既1*5=5ms

#endif

3-3、创建任务时,设置任务的时间片大小

OSTaskCreate((OS_TCB * )&Task1TaskTCB,
(CPU_CHAR* )"Task1 task",
(OS_TASK_PTR )Task1Task,
(void* )0,
(OS_PRIO )Task1_Task_Prio,
(CPU_STK * )&Task1_Task_Stk[0],
(CPU_STK_SIZE)Task1_Stk_Size/10,
(CPU_STK_SIZE)Task1_Stk_Size,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )2,//时间片长度为2*5=10ms
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
(OS_ERR * )&err);

 

4、钩子函数。函数指针,UCOS不希望我们去修改他的文件,弄了钩子函数,比如 App_OS_IdleTaskHook ,在空闲时运行这个函数,功能自己填写。

4-1、使能钩子函数功能,并设置所有函数指针

#if OS_CFG_APP_HOOKS_EN > 0u  //使能钩子函数
App_OS_SetAllHooks();
#endif

4-2、在 os_app_hooks.c 里的 App_OS_*Hook,里面填写你要的功能。

void  App_OS_IdleTaskHook (void)
{
static int num ;
num++; //计算运行了多少次空闲任务
}

 

5、软件定时器

5-1、软件定时器创建

//==============定时器结构体、函数声明==============

OS_TMR Timer0;
void timer0CallBack(void *p_tmr, void *p_arg);

//==============定时器创建==============

//创建定时器0任务
OSTmrCreate (  (OS_TMR*)&Timer0,//定时器 结构体
(CPU_CHAR*)"time0",//定时器 名字
(OS_TICK )10,//定时器 初次延时节拍 10*10 = 100ms
(OS_TICK )100,//定时器 以后延时节拍 100*10 = 1000ms = 1s
(OS_OPT )OS_OPT_TMR_PERIODIC,//定时器 选项 : 单次 或 周期。
(OS_TMR_CALLBACK_PTR )timer0CallBack,//定时器 回调函数,伪中断服务函数
(void*)0,//定时器 中断服务函数的参数
(OS_ERR*)&err);//定时器 创建成功与否

5-2、定时器“中断服务函数”,回调函数

void timer0CallBack(void *p_tmr, void *p_arg)
{
//do something
}

 

6、信号量

6-1、信号量创建

OSSemCreate (   (OS_SEM      *)&mySem,//信号量 结构体
(CPU_CHAR *)"semtest",//信号量 名字
(OS_SEM_CTR )1,//信号量 初始值,
(OS_ERR *)&err);//信号量 创建成功是否

6-2、信号量等待

OSSemPend ((OS_SEM   *)&mySem,//信号量 结构体
  (OS_TICK )0,//信号量 等待超时时间
  (OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,//信号量 阻塞 或 不阻塞
  (CPU_TS *)0,//信号量 时间戳
  (OS_ERR *)&err);//信号量 等待错误

6-3、信号量发送

OSSemPost ((OS_SEM  *)&mySem,//信号量 结构体
  (OS_OPT )OS_OPT_POST_1,//信号量 给就绪最高优先级
  (OS_ERR *)&err);//信号量 等待错误

 

用途:   1、访问共享资源。

    2、中断发送信号,让处理在任务。

 

7、任务内建信号量

7-1、等待自身的信号量

OSTaskSemPend ( (OS_TICK   )0,//内建信号量 超时时间
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,//内建信号量 阻塞 或 不阻塞
(CPU_TS *)0,//内建信号量 时间戳
(OS_ERR *)&err);//内建信号量 等待错误

7-2、其他任务,给等待内建信号量的任务发送信号量

OSTaskSemPost ( (OS_TCB  *)&Task0TaskTCB,//内建信号量 等待的任务
(OS_OPT )OS_OPT_POST_NONE,//内建信号量 调度 或 不调度
(OS_ERR *)&err);//内建信号量 等待错误

 

8、互斥信号量

8-1、互斥信号量创建

OSMutexCreate ( (OS_MUTEX  *)&myMutex,//互斥信号量 结构体
(CPU_CHAR*)"Mutextest",//互斥信号量 名字
(OS_ERR *)err);//互斥信号量 创建错误

8-2、互斥信号量等待

OSMutexPend (  (OS_MUTEX*)&myMutex,//互斥信号量 结构体
(OS_TICK )0,//互斥信号量 等待超时时间
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,//互斥信号量 阻塞 或 不阻塞
(CPU_TS *)0,//互斥信号量 时间戳
(OS_ERR *)&err);//互斥信号量 等待错误

8-3、互斥信号量发送

OSMutexPost ( (OS_MUTEX  *)&myMutex,//互斥信号量 结构体
    (OS_OPT )OS_OPT_POST_NONE,//互斥信号量 调度 或 不调度
    (OS_ERR *)&err);//互斥信号量 发送错误

  

用途:防止优先级反转,如:2个任务共享一个资源,而,两者的优先级,中间隔着多个优先级(任务)。高优先级 等待 低优先级 释放,而,低优先级 此时又被 中等优先级 打断,变成 高优先级 要等 中等优先级。

用互斥信号的话,此时 低优先级 ,会暂时提高到共享资源的 高优先级 级别。不会被中等优先级打算。处理完,降回 低优先级 ,高优先级接着访问。再 中等优先级。

 

发现:1、高优先级 等待时, 低优先级用OSSched(); 此时达到预计效果,不会被 中等优先级抢占。

     2、高优先级 等待时,低优先级用OSTimeDlyHMSM();延时指令,此时,会被中等优先级抢占。

 

9、消息队列

9-1、消息队列创建

//================消息队列宏定义================

OS_Q my_MSG_Q;
#define my_MSG_QTY(OS_MSG_QTY)5

//================消息队列创建================

OSQCreate ( (OS_Q *)&my_MSG_Q,     //消息队列 结构体
  (CPU_CHAR *)"MSG_Q_Test",  //消息队列 名字
  (OS_MSG_QTY )my_MSG_QTY,//消息队列 大小
  (OS_ERR *)&err);//消息队列 创建错误

9-2、消息发送

u8 *MSG = (u8 *)"testtet";

OSQPost (  (OS_Q *)&my_MSG_Q,//消息队列 结构体
  (void *)MSG,//消息队列 发送的消息
  (OS_MSG_SIZE )8,//消息队列 发送的消息大小
  (OS_OPT )OS_OPT_POST_FIFO,//消息队列 发送方式,普通FIFO,紧急LIFO,及发送给所有等待该消息、发送调度与否
  (OS_ERR *)&err);//消息队列 发送错误

9-3、消息接收

u8 *MSG;
u8 Q_size;

MSG = OSQPend ( (OS_Q *)&my_MSG_Q,//消息队列 结构体
(OS_TICK )0,//消息队列 等待超时
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,//消息队列 阻塞 或 不阻塞
(OS_MSG_SIZE *)&Q_size,//消息队列 收到的大小
(CPU_TS *)0,//消息队列 时间戳
(OS_ERR *)&err);//消息队列 接收错误

 

10、任务内建消息队列

10-1、内建消息队列发送

u8 *MSG = (u8 *)"testtet";

OSTaskQPost (  (OS_TCB *)&MSG_Q_TaskTCB,  //内建消息队列 接收的任务
(void *)MSG,  //内建消息队列 发送的消息
(OS_MSG_SIZE )8,  //内建消息队列 发送的消息大小
(OS_OPT )OS_OPT_POST_FIFO,  //内建消息队列 发送方式,普通FIFO,紧急LIFO,及发送给所有等待该消息、发送调度与否
(OS_ERR *)&err);  //内建消息队列 发送错误

10-2、内建消息队列接收

u8 *MSG;
u8 Q_size;

MSG = OSTaskQPend ((OS_TICK)0,//内建消息队列 等待超时
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,//内建消息队列 阻塞 或 不阻塞
(OS_MSG_SIZE *)&Q_size,//内建消息队列 收到的大小
(CPU_TS *)0,//内建消息队列 时间戳
(OS_ERR *)&err);//内建消息队列 接收错误

  

11、标记位组

11-1、标记位组创建

OS_FLAG_GRP my_FLAG;

#define FLAG_INIT0x00
#define FLAG_BIT00x01
#define FLAG_BIT10x02

OSFlagCreate ((OS_FLAG_GRP *)&my_FLAG,//标记位组 结构体
(CPU_CHAR *)"Flag test",//标记位组 名字
(OS_FLAGS )FLAG_INIT,//标记位组 标记初始值
(OS_ERR *)&err);//标记位组 创建成功与否

11-2、标记位组发送

OSFlagPost ((OS_FLAG_GRP  *)&my_FLAG,//标记位组 结构体
   (OS_FLAGS )FLAG_BIT0,//标记位组 bit0
   (OS_OPT )OS_OPT_POST_FLAG_SET,//标记位组 置1
   (OS_ERR *)&err);//标记位组 bit0 置 1 成功与否

11-3、标记为组等待

OS_FLAGS index;

index = OSFlagPend ((OS_FLAG_GRP *)&my_FLAG,  //标记位组 结构体
(OS_FLAGS )FLAG_BIT0 | FLAG_BIT1, //标记位组 等待的BIT位
(OS_TICK )0,  //标记位组 等待超时时间
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_FLAG_SET_ANY | OS_OPT_PEND_FLAG_CONSUME | OS_OPT_PEND_BLOCKING,  //标记位组 任意1个Bit置1,接收后清0,阻塞
(CPU_TS *)0,  //标记位组 时间戳
(OS_ERR *)&err);  //标记位组 等待错误

  

12、多个内核对象

12-1、多个内核对象 创建

//=================多个内核对象 结构体=================

OS_SEM my_Sem1;

OS_SEM my_Sem2;

OS_Q my_Q1;
#define my_Q1_SIZE5

//=================多个内核对象 创建=================

OSSemCreate ((OS_SEM *)&my_Sem1,
(CPU_CHAR *)"sem1 test",
(OS_SEM_CTR )0,
(OS_ERR *)&err);

OSSemCreate ((OS_SEM *)&my_Sem2,
(CPU_CHAR *)"sem2 test",
(OS_SEM_CTR )0,
(OS_ERR *)&err);

OSQCreate ((OS_Q *)&my_Q1,
(CPU_CHAR *)"my_Q1",
(OS_MSG_QTY )my_Q1_SIZE,
(OS_ERR *)&err);

12-2、等待多个内核对象

//===============多个内核对象 宏定义===============

#define MY_OBJ_NUM 3//多个内核对象 等待数量

//===============多个内核对象 等待===============

OS_PEND_DATA my_OBJ_data[MY_OBJ_NUM];//多个内核对象 数组

my_OBJ_data[0].PendObjPtr = (OS_PEND_OBJ *)&my_Sem1;//多个内核对象 对象0
my_OBJ_data[1].PendObjPtr = (OS_PEND_OBJ *)&my_Sem2;//多个内核对象 对象1
my_OBJ_data[2].PendObjPtr = (OS_PEND_OBJ *)&my_Q1;//多个内核对象 对象2

my_return_data = OSPendMulti ((OS_PEND_DATA *)my_OBJ_data,    //多个内核对象 对象数组
(OS_OBJ_QTY )MY_OBJ_NUM,    //多个内核对象 对象数量
(OS_TICK )0,    //多个内核对象 等待超时时间
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,//多个内核对象 阻塞 或 不阻塞
(OS_ERR *)&err);//多个内核对象 等待错误

 

12-3、多个内核对象 发送

任意对象 post ,都会结束等待

 

13、内存管理

13-1、内存创建

//==================内存 宏定义==================

OS_MEM IN_MEM;
#define IN_MEM_Block5//必须大于2
#define IN_MEM_Zone25 * 4//必须大于4,且为4的倍数,存放下一块的地址内容,4字节
CPU_INT08U IN_MEM_DATA[IN_MEM_Block][IN_MEM_Zone];

//==================内存 创建==================

OSMemCreate ( (OS_MEM *)&IN_MEM,//内存 结构体
(CPU_CHAR *)"IN_MEM",//内存 名字
(void *)&IN_MEM_DATA[0][0],//内存 基地址
(OS_MEM_QTY )IN_MEM_Block,//内存 几个块,一维数组
(OS_MEM_SIZE )IN_MEM_Zone,//内存 每个块大小,二维数组
(OS_ERR *)&error);//内存 创建成功与否

13-2、内存申请

u8 *p;

p = OSMemGet ((OS_MEM *)&IN_MEM,//内存 结构体
(OS_ERR *)&err);//内存 申请成功与否

13-3、内存释放

OSMemPut ( (OS_MEM  *)&IN_MEM,  //内存 结构体
  (void *)p,  //内存 要释放的地址
  (OS_ERR *)&err);  //内存 释放成功与否

 

备注:内存有申请,必释放,如果申请后,不释放,再申请,那之前申请的地址就找不到了,因为你的指针地址变了。

    所以,如果要多次申请的话,1、还要弄个指针数组,2、或者普通数组来存放当前申请的地址,3、或者知道UCOS的内存管理机制,直接去内存数组里找到地址。

 

 

暂时就这样,以后再检查修改,手酸。

 

 

================================================ 17.01.24 补充================================================

1、中断处理

void xxx_Handler(void)//某中断服务函数
{

OSIntEnter();//进入中断

//中断处理

OSIntExit(); //触发任务切换软中断
}

  

 

2、临界段处理

OS_CRITICAL_ENTER();    //进入临界区

//不想被打断的时序任务、功能

OS_CRITICAL_EXIT();//退出临界区

 

3、引起调度函数

3-1、延时

OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);     //延时1s,严格按照 60分60秒1000毫秒,进位。