Keil5RTOS开发基本步骤详解

# 2.1 RTOS的概念和特点

### 2.1.1 RTOS的定义和分类

**定义：** 实时操作系统（RTOS）是一种专为实时嵌入式系统设计的操作系统，它提供了一个可预测且可靠的执行环境，确保系统能够在严格的时间约束下响应外部事件。

**分类：** 根据调度算法，RTOS可分为：

- **抢占式RTOS：** 任务的优先级决定了其执行顺序，高优先级任务可以抢占低优先级任务的执行。
- **非抢占式RTOS：** 任务的执行顺序按照其创建顺序确定，低优先级任务不能被高优先级任务抢占。

# 2. RTOS基础理论

### 2.1 RTOS的概念和特点

#### 2.1.1 RTOS的定义和分类

**定义：**

实时操作系统（RTOS）是一种专为嵌入式系统设计的操作系统，它能够以可预测的方式管理和调度任务，并提供同步和通信机制。

**分类：**

RTOS根据其调度算法和功能特性可分为以下几类：

- **抢占式RTOS：**允许优先级较高的任务抢占优先级较低的任务，从而保证实时性。
- **非抢占式RTOS：**不允许任务被抢占，任务只能在完成当前任务后才能执行下一个任务。
- **微内核RTOS：**只提供基本的操作系统服务，如任务调度和同步，其他功能通过加载模块实现。
- **宏内核RTOS：**提供丰富的操作系统服务，如文件系统、网络协议栈等。

#### 2.1.2 RTOS的特点和优势

**特点：**

- **实时性：**RTOS能够以可预测的方式管理和调度任务，确保任务在指定的时间内完成。
- **并发性：**RTOS允许多个任务同时运行，提高系统效率。
- **确定性：**RTOS的调度算法和同步机制保证了任务执行的确定性，避免不可预测的行为。

**优势：**

- **提高系统性能：**RTOS通过并发和确定性的调度算法，提高系统性能和响应速度。
- **简化系统设计：**RTOS提供任务管理、同步和通信机制，简化嵌入式系统的设计和开发。
- **提高系统可靠性：**RTOS的确定性调度和同步机制提高了系统可靠性，减少系统故障的发生。

### 2.2 RTOS的任务和调度

#### 2.2.1 任务的概念和创建

**概念：**

任务是RTOS中的基本执行单元，它代表一个独立的执行线程。任务可以被创建、删除、挂起和恢复。

**创建：**

在RTOS中创建任务通常需要以下步骤：

- 定义任务的入口函数和参数。
- 分配任务的堆栈空间。
- 创建任务对象并将其添加到任务队列中。

// 任务入口函数
void task_entry(void *arg) {
  // 任务执行代码
}

// 创建任务
osThreadDef(task_name, task_entry, osPriorityNormal, 0, 128);
osThreadCreate(osThread(task_name), NULL);

#### 2.2.2 任务的调度算法

**概念：**

任务调度算法决定了RTOS如何选择下一个要执行的任务。常见的调度算法包括：

- **先来先服务（FIFO）：**根据任务进入队列的顺序执行任务。
- **优先级调度：**根据任务的优先级执行任务，优先级较高的任务优先执行。
- **时间片轮转：**每个任务分配一个时间片，在时间片用完后，任务被挂起，下一个任务开始执行。

**选择：**

选择合适的调度算法取决