uc/OS-III多任务程序

文章目录

  • 一、实验内容
  • 二、实验步骤
    • （一）基于STM32CubeMX建立工程
    • （二）获取uc/OS-III源码
    • （三）代码移植
  • 三、修改mai.c文件
    • 四、实验现象

一、实验内容

学习嵌入式实时操作系统（RTOS）,以uc/OS为例，将其移植到stm32F103上，构建至少3个任务（task）：其中两个task分别以1s和3s周期对LED等进行点亮-熄灭的控制；另外一个task以2s周期通过串口发送“hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！”。记录详细的移植过程。

二、实验步骤

（一）基于STM32CubeMX建立工程

1.选择芯片
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2.配置RCC
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3.配置SYS
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4.配置PA1和PA5为GPIO_Output
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5.配置串口：USART1
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6.给工程命名，选择路径，选择keil版本。
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7.在Code Generator中勾选这两项
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（二）获取uc/OS-III源码

分享文件：UCOS-III.zip
链接：https://pan.xunlei.com/s/VNzqW98xRWobgoeRTH5w6kVgA1#
提取码：5hz3

（三）代码移植

1.在该工程目录下新建一个名为：UCOSIII的文件夹。
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2.将下载的原码文件uC-CPU、uC-LIB、uCOS-III复制到该文件夹。
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3.在该工程目录的Core——>Src目录下，新建一个文件夹OS。
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4.然后打开下载的原码文件uCOS-FONFIG
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5.将上述文件复制到新建的OS文件夹。
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6.再在该OS文件夹中新建三个文件：app.h、bsp.c、bsp.h。（直新建文本文件改后缀就OK了）
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7.打开keil，新建六个组。
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8.添加文件到组。
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下面列出各组以及对应需要添加的文件。
①bsp组：bsp.c、bsp.h。
②Application/User/Core组:app.c。
③uCOSIII-CPU组：位于UCOSIII——>uC-cpu文件夹中的cpu_core.c、cpu_core.h、cpu_def.h；位于UCOSIII——>uC-cpu——>ARM-Coretex-M4——>RealView文件夹中的cpu.h、cpu_a.asm、cpu_c.c。
④uCOSIII-LIB组：位于UCOSIII——>uC-LIB文件夹中的9个文件：lib_str.h 、lib_ascii.c、 lib_ascii.h、 lib_def.h、lib_math.c、 lib_math.h、 lib_mem.c、lib_mem.h、lib_str.c；位于UCOSIII——>uC-LIB——>Ports——>ARM-Coretex-M4——>RealView文件夹中的：lib_mem_a.asm 。
⑤uCOSIII-Ports组：位于UCOSIII——>uCOS-III——>Ports——>ARM-Cortex-M4——>Generic——>RealView文件夹中的：os_cpu.h 、os_cpu_a.asm 、os_cpu_c.c 。
⑥uCOSIII-Source组：位于UCOSIII——>uCOS-III——>Source文件夹中的："os_stat.c" "os_task.c" "os_tick.c" "os_time.c" "os_tmr.c" "os_type.h" "os_var.c" "os.h" "os_cfg_app.c" "os_core.c" "os_dbg.c" "os_flag.c" "os_int.c" "os_mem.c" "os_msg.c" "os_mutex.c" "os_pend_multi.c" "os_prio.c" "os_q.c" "os_sem.c" 20个文件。
⑦OS_cfg组：位于Core——>Src——>OS文件夹中的："os_cfg_app.h" "app_cfg.h" "cpu_cfg.h" "includes.h" "lib_cfg.h" "os_app_hooks.c" "os_app_hooks.h" "os_cfg.h" 8个文件。
9.添加文件路径。
在这里插入图片描述
10.修改文件内容
（1）启动文件startup_stm32f103xb.s。
将该文件的第74、75行的PendSV_Handler、SysTick_Handler分别改为OS_CPU_PendSVHandler、OS_CPU_SysTickHandler。
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第173到178行的PendSV_Handler、SysTick_Handler分别改为OS_CPU_PendSVHandler、OS_CPU_SysTickHandler。
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（2）OS-cfg文件夹下的app_cfg.h文件
①第42行
在这里插入图片描述
②第85行
在这里插入图片描述
（3）includes.h文件
在这里插入图片描述
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（4）bsp.c文件
代码全部写为：

// 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;#elsecnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OS_TICKS_PER_SEC;#endifOS_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;                /* Enable Cortex-M3's DWT CYCCNT reg.                   */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

（5）bsp.h文件

// bsp.h
#ifndef  __BSP_H__
#define  __BSP_H__#include "stm32f1xx_hal.h"void BSP_Init(void);#endif

（6）我们使用了printf函数，需要在usart.c文件中添加以下代码完成printf的重定向。

//添加头文件#include "stdio.h"
/* USER CODE BEGIN 1 */
int fputc(int ch,FILE *f){HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,0xffff);return ch;
}
/* USER CODE END 1 */

（7）lib_cfg.h文件
加入宏定义

#define  LIB_MEM_CFG_HEAP_SIZE          10u * 1024u

三、修改mai.c文件

构建三个任务
（1）PA1的LED灯1S周期性亮灭。
（2）PA5的LED灯3S周期性亮灭。
（3）串口每两秒发送“hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！”

#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include <includes.h>/* 任务优先级 */
#define START_TASK_PRIO		2
#define LED0_TASK_PRIO		3
#define LED1_TASK_PRIO		3
#define MSG_TASK_PRIO		  4/* 任务堆栈大小	*/
#define START_STK_SIZE 		96
#define LED0_STK_SIZE 		64
#define LED1_STK_SIZE 		64
#define MSG_STK_SIZE 		  64/*定义任务控制块*/
static OS_TCB StartTaskTCB;
static OS_TCB Led0TaskTCB;
static OS_TCB Led1TaskTCB;
static OS_TCB MsgTaskTCB;/*定义任务堆栈*/
static CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
static CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
static CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
static CPU_STK MSG_TASK_STK[MSG_STK_SIZE];
void SystemClock_Config(void);/*声明用户任务*/
void start_task(void *p_arg);
static  void  led_PA1(void *p_arg);
static  void  send_msg(void *p_arg);
static  void  led_PA5(void *p_arg);/*主函数*/int main(void)
{OS_ERR  err;OSInit(&err);HAL_Init();SystemClock_Config();//MX_GPIO_Init(); 这个在BSP的初始化里也会初始化MX_USART1_UART_Init();	/* 创建任务 */OSTaskCreate((OS_TCB     *)&StartTaskTCB,                /* Create the start task                                */(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);/* 启动多任务系统，控制权交给uC/OS-III */OSStart(&err);            /* Start multitasking (i.e. give control to uC/OS-III). */              
}
void start_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();p_arg = p_arg;/* YangJie add 2021.05.20*/BSP_Init();                                                   /* Initialize BSP functions *///CPU_Init();//Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);  		//统计任务                
#endif#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN			//如果使能了测量中断关闭时间CPU_IntDisMeasMaxCurReset();	
#endif#if	OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN  		//当使用时间片轮转的时候//使能时间片轮转调度功能,时间片长度为1个系统时钟节拍，既1*5=5msOSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);  
#endif		OS_CRITICAL_ENTER();	//进入临界区/* 创建LED0任务 */OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led0TaskTCB,		(CPU_CHAR	* )"led_PA1", 		(OS_TASK_PTR )led_PA1, 			(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);		/* 创建LED1任务 */OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led1TaskTCB,		(CPU_CHAR	* )"led_PA5", 		(OS_TASK_PTR )led_PA5, 			(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);										 /* 创建MSG任务 */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);		//挂起开始任务			 OS_CRITICAL_EXIT();	//进入临界区
}static  void  led_PA1 (void *p_arg)
{OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */CPU_Init();Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();/* Create Application Objects                           */while (DEF_TRUE){HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}
static  void  led_PA5 (void *p_arg)
{OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */CPU_Init();Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();while (DEF_TRUE){HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}static  void  send_msg (void *p_arg)
{OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */CPU_Init();Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();/* Create Application Objects                           */while (DEF_TRUE){printf("hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！ \r\n");OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL2;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_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK){Error_Handler();}
}void Error_Handler(void)
{__disable_irq();while (1){}}#ifdef  USE_FULL_ASSERTvoid assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{}
#endif

四、实验现象

1.PA1的LED灯间隔1S周期性闪烁,PA5的LED灯间隔3S周期性闪烁。

QQ视频20240608170243

2.串口发送数据
在这里插入图片描述

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Java垃圾回收器的原理 有三对常见的垃圾回收器&#xff1a; 在JDK1.8之前&#xff0c;有三种常见的垃圾回收器&#xff0c; serial serialOld 串行化的垃圾回收 PS PO 多线程并行回收&#xff0c;可以动态调整堆内存的大小&#xff0c;关注系统的吞吐量 ParNew CMS Par…
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getifaddrs 函数详解

getifaddrs 函数详解

getifaddrs 函数用于获取系统中所有网络接口的信息。它返回一个链表&#xff0c;链表中的每个节点包含一个 struct ifaddrs 结构&#xff0c;该结构定义在 ifaddrs.h 头文件中。下面是关于 getifaddrs 函数和 struct ifaddrs 结构的详细解析&#xff1a; 1. getifaddrs 函数 …
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Github 2024-06-07开源项目日报 Top10

Github 2024-06-07开源项目日报 Top10

根据Github Trendings的统计，今日(2024-06-07统计)共有10个项目上榜。根据开发语言中项目的数量，汇总情况如下： 开发语言项目数量Python项目3C++项目3JavaScript项目2Jupyter Notebook项目1TypeScript项目1Vue项目1比特币核心：开源比特币软件 创建周期：4919 天开发语言：C…
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09-spring的bean创建流程（一）

09-spring的bean创建流程（一）

文章目录 spring中bean的创建流程finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)beanFactory.preInstantiateSingletons();getMergedLocalBeanDefinition(beanName);流程实现FactoryBean接口,里面的对象实例化过程 spring中bean的创建流程 finishBeanFactoryInitialization(be…
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HPUX系统Oracle RAC如何添加ASM磁盘

HPUX系统Oracle RAC如何添加ASM磁盘

前言 HPUX简介 HP-UX (Hewlett-Packard Unix) 是惠普公司开发的类 Unix 操作系统。自 1980 年代问世以来&#xff0c;HP-UX 在技术和功能上不断发展&#xff0c;适应了多种硬件平台和企业计算需求。以下是 HP-UX 的发展历史概述&#xff1a; 1980 年代&#xff1a;起源与早期…
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