µC/OS-Ⅱ数据结构与任务管理

"这篇资料主要介绍了嵌入式操作系统µC/OS-Ⅱ中的常用数据结构，包括程序控制块、链表、位图以及任务控制块等关键概念，并结合实例展示了如何在µC/OS-Ⅱ中组织和管理任务。" 在嵌入式系统开发中，µC/OS-Ⅱ是一个广泛使用的实时操作系统（RTOS），它提供了一个多任务的执行环境。本资料详细阐述了µC/OS-Ⅱ中的一些核心数据结构，这些数据结构对于理解和使用该操作系统至关重要。 1. **程序控制块**：在µC/OS-Ⅱ中，每个任务都有一个对应的程序控制块（TCB，Task Control Block）。TCB包含诸如代码名称、重要性级别和版本号等信息，最重要的是，它包含一个指向实际任务代码的指针，使得系统能够管理和调度任务。 2. **链表**：用于组织和管理资源，例如任务控制块的链接。通过链表，系统能够快速地查找和访问任务，提高了查询效率。链表中的每个节点通常包含指向下一个节点的指针，形成一个连续的数据结构。 3. **链表指针数组**：进一步优化查询性能，通过一个数组存储链表的头部指针，可以快速定位到特定的链表，从而加速查找过程。 4. **位图**：位图是一种高效的数据结构，用于记录资源的使用状态。在 µC/OS-Ⅱ 中，每个二进制位代表一个资源，位值为1表示资源已被占用，0表示资源可用。位图的使用减少了内存开销，且便于进行资源分配和释放。 5. **任务的组成**：任务由三部分构成：任务程序代码（即任务函数）、任务堆栈和任务控制块。任务控制块是μC/OS-Ⅱ管理任务的核心，它包含了任务的状态信息、优先级、堆栈指针等。 6. **任务管理**：µC/OS-Ⅱ使用任务控制块链表来管理任务，最多支持64个任务，其中8个为系统任务，剩余56个供用户定义。用户任务通常是无限循环的，并可以在循环中响应中断。为了保护关键代码不被中断，可以使用临界段（如OS_ENTER_CRITICAL和OS_EXIT_CRITICAL宏）进行中断保护。 7. **用户任务代码示例**：显示了如何编写典型任务代码，包括一个无限循环，循环内可能包含可中断和不可中断的代码段。最后，用户应用程序会创建这些任务并启动操作系统。 通过理解这些基本数据结构和任务管理机制，开发者能够有效地在µC/OS-Ⅱ上构建和管理多任务系统，实现高效可靠的嵌入式应用。