uCOSIII(一)

作者:SunnyFHY 发布于: 2018-10-04

UCOSIII学习

前言

学了一年单片机，从51到tm4以及stm32,基本都是在while(1)里面“裸奔”。18年暑假的时候突然想玩一下操作系统，就操作了一下。原来有一个官方移植的tm4c1294例程。本来是想改一改移植到tm4c123g上然后用ccs作为开发环境，研究了一天发现micrium官方对于tiva-c系列只提供了IAR和realview开发工具的startup.c。我猜直接把ccs的startup_ccs.c换掉realview的或许可以吧。不过我的首要目的是学单片机上操作系统的原理和使用方法，所以就直接用官方移植的例程上手了。

基于tm4c1294的UCOSIII系统搭建

官方例程下载

1.进入micrium官网

国外网站打开有点慢，等个半分钟到一分钟就行。

https://www.micrium.com/

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2.点击导航栏的Downloads进入下载页面

下拉页面找到根据MCU生产商浏览，找到Texas Instrument。

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3.选中tm4c1294进入下载界面

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4.直接点击资源这一栏

值得注意的是micrium提供的keil MDK是v4，所以导入到v5会有警告提示，管它呢。反正最后不影响使用就是了。

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5.登录账号并下载

注册一个micrium账号，Log in to Download

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文件结构解析

文件夹初探

文件夹解压出来如下

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第一个EvalBoards就是MCU板子移植的相关代码

我们要找的keil工程文件在EvalBoards->TI->EK-TM4C1294XL->OS3->KeilMDK这条路径下。

在OS3那一层并列一个”BSP”的文件夹，这是micrium写的tm4c1294板子驱动的相关代码。不过我采用的是tiva-ware，这个BSP驱动后续可能只用一部分，不然会重定义然后打架。

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剩下三个就是UCOSIII的资源文件

这部分详细介绍参考《嵌入式实时操作系统uCOS-3》（北航出版社）。

uC-CPU

文件结构如下

\uC-CPU

\cpu_core.c(包含适用所有CPU架构的C代码包含用来测量中断关闭时间的函数)

\cpu_core.h（包含用于测量中断关闭时间的变量定义）

\cpu_def.h（包含uC/CPU模块使用的宏定义）

\ARM-Cortex-M4\RealView

\cpu.h(包含一些数据类型定义)

\cpu_a.asm（汇编语言实现开关中断、计算前导零、使能缓存、建立MPUs、MMU的函数，其中函数可以直接在C代码里调用）

\cpu_c.c（基于特定cpu架构的代码）

uC-LIB

可移植库函数如下

\lib_ascii.c及其头文件（其中函数可以替代大小字母转化和数字字母互化的库函数）

\lib_def.h(定义许多常量)

\lib_math.c及其头文件（其中函数可以替代rand()、srand()）

\lib_mem.c及其头文件（其中函数可以替代memclr()、memset()、memcpy()、memcmp()）等

lib_str.c及其头文件（其中函数可以以替代strlen()、strcpy()、strcmp()）等

uCOS-III

其中与处理器类型无关文件如下

\Source

\os_cfg.app.c（根据os_cfg_app.h中宏定义定义变量和数据）

\os_core.c（包含uCOSIII内核功能模块）

\os_dbg.c（包含内核调试器）

\os_flag.c（包含事件标志管理代码）

\os_int.c（包含中断处理任务代码）

\os_mem.c（包含存储分区代码）

\os_msg.c（包含消息处理代码）

\os_mutex.c（包含互斥信号量代码）

\os_pend.multi.c（包含允许任务同时等待多个信号量和多个消息队列代码）

\os_prio.c（用于追踪已就绪任务）

\os_q.c（包含消息队列管理代码）

\os_sem.c（包含信号量管理代码）

\os_stat.c(包含统计任务代码)

\os_task.c（包含任务的管理代码）

\os_tick.c（包含可管理正在延时和超时等待任务）

\os_time.c（包含延时代码）

\os_tmr.c（包含软件定时器代码）

\os_var.c（包含uCOSIII的全局变量）

\os.h（uCOSIII主要头文件）

\os_type.h（包含数据类型声明）

keil环境配置

在第一次导入工程的时候一般会提示识别到器件为tm4c1294,直接按提示下支持包就行。

器件型号为TM4C1294NCPDT。

我记得只要器件型号对上了，其他配置在这个例程下基本都是配好的。

只需要在魔术棒的C/C++选项卡把Preprocessor Symbols的Define填上 rvmdk PART_TM4C1294NCPDT 就行。 1538653394096

如果出现什么问题，参照以下文档配置keil下的tm4开发环境：

https://wenku.baidu.com/view/6d23b80dbc64783e0912a21614791711cc7979f4.html

tiva-ware联动

tiva-ware是一个ti的软件开发包，里面有bsp板级支持以及tiva-c系列各型号开发板的库函数和例程。

在keil里面使用tiva-ware只需要将tiva-ware包里面针对realview开发工具的driverlib.lib添入工程就行。

顺便在魔术棒的C/C++选项卡里的 Include Paths一栏加入你的tiva-ware包的路径。

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第一个UCOSIII工程

下好例程，配好环境，来试试水

软件设计如下：

#include  "app_cfg.h"
#include  <cpu_core.h>
#include  <os.h>
#include  "..\bsp\bsp.h"
#include  "..\bsp\bsp_led.h"
#include  "..\bsp\bsp_sys.h"
#include  "..\bsp\bsp_misc.h"
#include  <lib_ascii.h>
#include  <lib_math.h>
#include  <lib_mem.h>
#include  <lib_str.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include "inc/hw_memmap.h"
#include "driverlib/gpio.h"
#include "driverlib/sysctl.h"
#define START_TASK_PRIO		3	
#define START_STK_SIZE 		128
OS_TCB StartTaskTCB;	
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
void start_task(void *p_arg);
#define TASK1_TASK_PRIO		4	
#define TASK1_STK_SIZE 		128
OS_TCB Task1_TaskTCB	
CPU_STK TASK1_TASK_STK[TASK1_STK_SIZE];
void task1_task(void *p_arg);
#define TASK2_TASK_PRIO		5
#define TASK2_STK_SIZE 		128
OS_TCB Task2_TaskTCB;
CPU_STK TASK2_TASK_STK[TASK2_STK_SIZE];
void task2_task(void *p_arg);
int  main (void)
{
    OS_ERR  err;
    CPU_SR_ALLOC();                                              /* Disable all interrupts.*/
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOF);
    while(!SysCtlPeripheralReady(SYSCTL_PERIPH_GPIOF))
    {
    }
    GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_4);
    OSInit(&err);                                               /* Init uC/OS-III. */
    OS_CRITICAL_ENTER();
   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_OPT_TASK_SAVE_FP, 
                 (OS_ERR 	* )&err);				
	OS_CRITICAL_EXIT();		 
	OSStart(&err);      
    while (1)
			{
        
    }
}
void start_task(void *p_arg)
{
	CPU_INT32U  cpu_clk_freq;
    CPU_INT32U  cnts;
	OS_ERR err;
	CPU_SR_ALLOC();
	
   (void)&p_arg;
    BSP_Init();                                           /* Initialize BSP functions */
    cpu_clk_freq = BSP_SysClkFreqGet();                /* Determine SysTick reference freq.*/
    cnts         = cpu_clk_freq                          /* Determine nbr SysTick increments*/
                 / (CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;
    OS_CPU_SysTickInit(cnts);
    CPU_Init();  
	
	OS_CRITICAL_ENTER();	
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Task1_TaskTCB,		
				 (CPU_CHAR	* )"Task1 task", 		
                 (OS_TASK_PTR )task1_task, 			
                 (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	  )0,					
                 (void   	* )0,					
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR|OS_OPT_TASK_SAVE_FP,
                 (OS_ERR 	* )&err);				
				 
	
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Task2_TaskTCB,		
				 (CPU_CHAR	* )"task2 task", 		
                 (OS_TASK_PTR )task2_task, 			
                 (void		* )0,					
                 (OS_PRIO	  )TASK2_TASK_PRIO,     	
                 (CPU_STK   * )&TASK2_TASK_STK[0],	
                 (CPU_STK_SIZE)TASK2_STK_SIZE/10,	
                 (CPU_STK_SIZE)TASK2_STK_SIZE,		
                 (OS_MSG_QTY  )0,					
                 (OS_TICK	  )0,					
                 (void   	* )0,				
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR|OS_OPT_TASK_SAVE_FP, 
                 (OS_ERR 	* )&err);			 
	OS_CRITICAL_EXIT();	
								 
	OSTaskDel((OS_TCB*)0,&err);	
}
void task1_task(void *p_arg)
{
	CPU_INT08U task1_num=0;
	CPU_INT32U ui32Loop1;
	OS_ERR err;
	CPU_SR_ALLOC();
	p_arg = p_arg;
	
	
	OS_CRITICAL_ENTER();
	
	OS_CRITICAL_EXIT();
	while(1)
	{
		task1_num++;	
		 //BSP_LED_Toggle(1);
        GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_4);
        for(ui32Loop1 = 0; ui32Loop1 < 20000; ui32Loop1++)
        {
        }
				
        GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_4, 0x0);
        for(ui32Loop1 = 0; ui32Loop1 < 20000; ui32Loop1++)
        {
        }
		if(task1_num==5) 
		{
			OSTaskDel((OS_TCB*)&Task2_TaskTCB,&err);	
			
		}
		
	
		OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); 
		
	}
}
void task2_task(void *p_arg)
{
	CPU_INT08U task2_num=0;
	CPU_INT32U ui32Loop;
	OS_ERR err;
	CPU_SR_ALLOC();
	p_arg = p_arg;
	
	
	OS_CRITICAL_ENTER();
	
	OS_CRITICAL_EXIT();
	while(1)
	{
		task2_num++;	
     //BSP_LED_Toggle(2);  
	
       GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_0);
        for(ui32Loop = 0; ui32Loop < 20000; ui32Loop++)
        {
        }
        GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_0, 0x0);
        for(ui32Loop = 0; ui32Loop < 20000; ui32Loop++)
        {
        }
		OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); 
			}	
	}

下载现象为：任务一运行5次后删掉任务二。所以可以看到本来是两个led几乎同时闪烁，闪烁4次后，有一个led停止闪烁，另一个继续闪烁。

至此，你就在tm4c1294上拥有了一个基于tiva-ware固件库可以跑的uCOSIII。