文章目录
- 一、UCOSIII介绍
-
- 二、将uc/OS-III移植到stm32f103c8
- 1、创建CubeMx工程
- 2、进行uCOS-III的移植
- 三、构建三个任务
-
- 四、结果展示
- 五、总结
- 五、参考链接
一、UCOSIII介绍
1、简介
UCOS是Micrium公司出品的RTOS类实时操作系统, UCOS目前有两个版本:
UCOSII和UCOSIII。
UCOSIII是一个可裁剪、可剥夺型的多任务内核,而且没有任务数限制。
UCOSIII提供了实时操作系统所需的所有功能,包括资源管理、同步、任务通信等。
UCOSIII是用C和汇编来写的,其中绝大部分都是用C语言编写的,只有极少数的与处理器密切相关的部分代码才是用汇编写的, UCOSIII结构简洁,可读性很强!最主要的是非常适合初次接触嵌入式实时操作系统学生、嵌入式系统开发人员和爱好者学习。
2、UCOSIII中的任务
组成
任务堆栈 任务控制块 任务函数
任务堆栈
上下切换的时候用来保存任务工作环境(STM32内部寄存器)
任务控制块
记录任务的各个属性
任务函数
用户编写的任务处理代码(干活的)
系统任务组成
空闲任务 时钟节拍任务 统计任务 定时任务 中断服务管理任务
空闲任务
UCOSIII创建的第一个任务,UCOSIII必须创建的任务,此任务由UCOSIII自动创建
时钟节拍任务
必选任务
统计任务
可选任务 作用:统计CPU使用率和各个任务的堆栈使用量 由 OS_CFG_STAT_TASK_EN控制
定时任务
可选任务 作用:提供定时服务 由OS_CFG_TMR_EN控制
中断服务管理任务
可选任务 由OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN控制
二、将uc/OS-III移植到stm32f103c8
1、创建CubeMx工程
(1) 打开stm32 cubeMX,选择芯片stm32f103c8,配置系统时钟为72M.
(2) 配置RCC、SYS
(3) 串口配置
本实验设置PA3,PC13
作为两个LED灯的端口
将与LED相连的两个端口PA3 PC13配置为GPIO_Output,可根据LED现象作为是否移植成功的依据。
2、进行uCOS-III的移植
(1) 从百度网盘上下载源码
链接地址:https://pan.baidu.com/s/10RqsDRecbmVteWmDv2oUNQ
提取码:1234
(2) 打开下载下来的文件
将选中的文件复制并粘贴到上面创建的hal库MDK-ARM文件中
(3) 打开CubeMx生成的Keil文件
点击Manage Project Items
,按下图所示操作,为项目新建文件夹,在对应文件夹下添加文件。
点击CPU–>Add Files…
MDK-ARM\uC-CPU
路径下选中以下文件,Add添加
一定要记得点ALL files
MDK-ARM\uC-CPU\ARM-Cortex-M3\RealView
路径下选中以下文件,Add添加
点击LIB–>Add Files…
MDK-ARM\uC-LIB
路径下选中下图红框文件,Add添加
MDK-ARM\uC-LIB\Ports\ARM-Cortex-M3\RealView
路径下选中下图绿框文件,Add添加
点击PORT–>Add Files…
MDK-ARM\uCOS-III\Ports\ARM-Cortex-M3\Generic\RealView
路径下选中以下文件,Add添加
点击SOURCE–>Add Files…
MDK-ARM\uCOS-III\Source
路径下选中以下全部 .c .h 文件,Add添加
点击CONFIG–>Add Files…
MDK-ARM\uC-CONFIG
路径下选中以下全部文件,Add添加
点击BSP–>Add Files…
MDK-ARM\uC-BSP
路径下选中以下全部文件,Add添加
全部添加完成之后,一定要点击OK。
(4) 导入文件路径
三、构建三个任务
1、代码添加
(1) 为bsp.c和bsp.h添加代码
bsp.h
#ifndef __BSP_H__
#define __BSP_H__
#include "stm32f1xx_hal.h"
void BSP_Init(void);
#endif
bsp.c
#include "includes.h"
#define DWT_CR *(CPU_REG32 *)0xE0001000
#define DWT_CYCCNT *(CPU_REG32 *)0xE0001004
#define DEM_CR *(CPU_REG32 *)0xE000EDFC
#define DBGMCU_CR *(CPU_REG32 *)0xE0042004
#define DEM_CR_TRCENA (1 << 24)
#define DWT_CR_CYCCNTENA (1 << 0)
CPU_INT32U BSP_CPU_ClkFreq (void)
{
return HAL_RCC_GetHCLKFreq();
}
void BSP_Tick_Init(void)
{
CPU_INT32U cpu_clk_freq;
CPU_INT32U cnts;
cpu_clk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
#if(OS_VERSION>=3000u)
cnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;
#else
cnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OS_TICKS_PER_SEC;
#endif
OS_CPU_SysTickInit(cnts);
}
void BSP_Init(void)
{
BSP_Tick_Init();
MX_GPIO_Init();
}
#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
void CPU_TS_TmrInit (void)
{
CPU_INT32U cpu_clk_freq_hz;
DEM_CR |= (CPU_INT32U)DEM_CR_TRCENA;
DWT_CYCCNT = (CPU_INT32U)0u;
DWT_CR |= (CPU_INT32U)DWT_CR_CYCCNTENA;
cpu_clk_freq_hz = BSP_CPU_ClkFreq();
CPU_TS_TmrFreqSet(cpu_clk_freq_hz);
}
#endif
#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
CPU_TS_TMR CPU_TS_TmrRd (void)
{
return ((CPU_TS_TMR)DWT_CYCCNT);
}
#endif
#if (CPU_CFG_TS_32_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U CPU_TS32_to_uSec (CPU_TS32 ts_cnts)
{
CPU_INT64U ts_us;
CPU_INT64U fclk_freq;
fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
ts_us = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);
return (ts_us);
}
#endif
#if (CPU_CFG_TS_64_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U CPU_TS64_to_uSec (CPU_TS64 ts_cnts)
{
CPU_INT64U ts_us;
CPU_INT64U fclk_freq;
fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
ts_us = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);
return (ts_us);
}
#endif
(2) 修改部分文件相关代码
打开startup_stm32f103xb.s
文件
在以下位置处将PendSV_Handler
改为OS_CPU_PendSVHandler
,
SysTick_Handler
改为OS_CPU_SysTickHandler
打开app_cfg.h
文件
DEF_ENABLED
改为DEF_DISABLED
#define APP_TRACE BSP_Ser_Printf
改为 #define APP_TRACE(void)
打开includes.h
文件
在#include <bsp.h>
下面添加 #include “gpio.h” #include “app_cfg.h”
将#include <stm32f10x_lib.h>
改为 #include “stm32f1xx_hal.h”
打开lib_cfg.h
文件
修改为5
(该处宏定义设置堆空间的大小,STM32F103C8T6的RAM只有20K,所以要改小一点)
打开usart.c
文件,添加代码完成printf
重定向
typedef struct __FILE FILE;
int fputc(int ch,FILE *f){
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,0xffff);
return ch;
}
(3) 初始化管脚
在gpio.c
文件中修改代码
void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_3;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
(4) 编写主函数
修改main.c
文件
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
#include <includes.h>
#include "stm32f1xx_hal.h"
#define START_TASK_PRIO 3
#define LED0_TASK_PRIO 4
#define MSG_TASK_PRIO 5
#define LED1_TASK_PRIO 6
#define START_STK_SIZE 96
#define LED0_STK_SIZE 64
#define MSG_STK_SIZE 64
#define LED1_STK_SIZE 64
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
CPU_STK MSG_TASK_STK[MSG_STK_SIZE];
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
OS_TCB StartTaskTCB;
OS_TCB Led0TaskTCB;
OS_TCB MsgTaskTCB;
OS_TCB Led1TaskTCB;
void start_task(void *p_arg);
static void AppTaskCreate(void);
static void AppObjCreate(void);
static void led_pc13(void *p_arg);
static void send_msg(void *p_arg);
static void led_pa3(void *p_arg);
void SystemClock_Config(void);
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
int main(void)
{
OS_ERR err;
OSInit(&err);
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_USART1_UART_Init();
OSTaskCreate((OS_TCB *)&StartTaskTCB,
(CPU_CHAR *)"start task",
(OS_TASK_PTR ) start_task,
(void *) 0,
(OS_PRIO ) START_TASK_PRIO,
(CPU_STK *)&START_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY ) 0,
(OS_TICK ) 0,
(void *) 0,
(OS_OPT )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
(OS_ERR *)&err);
OSStart(&err);
}
void start_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();
p_arg = p_arg;
BSP_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
OSStatTaskCPUUsageInit(&err);
#endif
#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN
CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
#endif
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN
OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);
#endif
OS_CRITICAL_ENTER();
OSTaskCreate((OS_TCB * )&Led0TaskTCB,
(CPU_CHAR * )"led_pc13",
(OS_TASK_PTR )led_pc13,
(void * )0,
(OS_PRIO )LED0_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&LED0_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
(OS_ERR * )&err);
OSTaskCreate((OS_TCB * )&Led1TaskTCB,
(CPU_CHAR * )"led_pa3",
(OS_TASK_PTR )led_pa3,
(void * )0,
(OS_PRIO )LED1_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&LED1_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
(OS_ERR * )&err);
OSTaskCreate((OS_TCB * )&MsgTaskTCB,
(CPU_CHAR * )"send_msg",
(OS_TASK_PTR )send_msg,
(void * )0,
(OS_PRIO )MSG_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&MSG_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)MSG_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)MSG_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
(OS_ERR * )&err);
OS_TaskSuspend((OS_TCB*)&StartTaskTCB,&err);
OS_CRITICAL_EXIT();
}
static void led_pc13 (void *p_arg)
{
OS_ERR err;
(void)p_arg;
BSP_Init();
CPU_Init();
Mem_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
OSStatTaskCPUUsageInit(&err);
#endif
CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
AppTaskCreate();
AppObjCreate();
while (DEF_TRUE)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
}
}
static void led_pa3 (void *p_arg)
{
OS_ERR err;
(void)p_arg;
BSP_Init();
CPU_Init();
Mem_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
OSStatTaskCPUUsageInit(&err);
#endif
CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
AppTaskCreate();
AppObjCreate();
while (DEF_TRUE)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
}
}
static void send_msg (void *p_arg)
{
OS_ERR err;
(void)p_arg;
BSP_Init();
CPU_Init();
Mem_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
OSStatTaskCPUUsageInit(&err);
#endif
CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
AppTaskCreate();
AppObjCreate();
while (DEF_TRUE)
{
printf("hello uc/OS \r\n");
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
}
}
static void AppTaskCreate (void)
{
}
static void AppObjCreate (void)
{
}
void Error_Handler(void)
{
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
}
#endif
此刻,代码部分完结,开始进行编译调试。
四、结果展示
五、总结
通过这次实验,了解到UCOS-III的基本的操作思想,还有在UCOS-III一直时一定要仔细,每一个步骤都很重要。
五、参考链接
https://blog.csdn.net/weixin_43491077/article/details/115590196
https://blog.csdn.net/m0_58600162/article/details/124523942
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