uCOS-II在ATmega128上的移植

uCOS-II

ATmega128

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在  上的移植

本文详细介绍了把  移植到  公司的  位微控制器  上的全过

程。所谓移植，就是使一个实时内核能在某个微处理器或微控制器上运行。在移植之前，

希望读者能熟悉所用微处理器和  编译器的特点。

 的内核特点

之所以要先介绍  内核特点，是因为在  的移植过程中，仍需要

用户用  语言和汇编语言编写一些与微处理器相关的代码。这里主要介绍  与

 移植相关的内核特点。如果读者已经对 比较了解了，那就不必阅

读这一部分了。

 微控制器（）

 的  包括一个算术逻辑单元（），一个状态寄存器（），一

个通用工作寄存器组和一个堆栈指针。状态寄存器（）的最高位  是全局中断允许

位。如果全局中断允许位为零，则所有中断都被禁止。当系统响应一个中断后， 位将由硬

件自动清“；当执行中断返回（）指令时， 位由硬件自动置“，从而允许系统再

次响应下一个中断请求。

通用工作寄存器组是由  个  位的通用工作寄存器组成。其中 ～ 这  个寄

存器还可以两两合并为  个  位的间接地址寄存器。这些寄存器可以用来对数据存储空

间进行间接寻址。这  个间接地址寄存器的名称为：寄存器、! 寄存器、" 寄存器。其

中 " 寄存器还能用作对程序存储空间进行间接寻址的寄存器。有些 # 语言编译器还

把 ! 寄存器作为软件堆栈的堆栈指针，比如 #，$%&'('$)#。

堆栈指针（*）是一个指示堆栈顶部地址的  位寄存器。在 # 中，它被用作

指向硬件堆栈的堆栈指针。# 单片机上电复位后，* 指针的初始值为 +，由于

# 单片机的堆栈是向下生长的（从高地址向低地址生长），所以系统程序一开始必须

对堆栈指针 * 进行初始化，即将 * 的值设为数据存储空间的最高地址。# 编译器

在链接  程序文件的时候，会自动在程序头链入 (,-,. 文件。(,-,. 文件里面的程序

将会去做初始化 * 指针的工作。链入 (,-,. 文件是 # 这个编译器的特点，在用

其它编译器的时候，希望读者确认所使用的编译器是否带有自动初始化 * 的功能，若没

有，应在用户程序中初始化 *。

数据存储空间（仅内部）

# 单片机的数据存储器是线形的，从低地址到高地址依次是 * 寄存器区（ 个通用

寄存器）， 寄存器区，数据存储区。

# 编译器又将数据存储区划分为全局变量和字符串区，软件堆栈区和硬件堆栈区

三个空间。如下图：

高地址

硬件堆栈区

软件堆栈区

全局变量和字符串区

 寄存器区

* 寄存器区

低地址

# 编译器将堆栈分成了两个功能不同的堆栈来处理（这一点与 / 系列的单片

机编译器处理方式不同）。硬件堆栈用于储存子程序和中断服务子程序调用时的函数返回

地址。这块数据区域由堆栈指针 * 进行寻址，数据的进栈和出栈有专门的汇编指令

（.$.，.(0 等）支持，所以叫做硬件堆栈区。软件堆栈用于传递参数，储存临时变量和

局部变量。这块数据区域是用软件模拟堆栈储存数据的方式进行数据存储，对该区域寻址

的指针由用户自己定义，所以叫做软件堆栈区。

# 单片机的硬件堆栈的生长方向是向下的（从高地址向低地址生长），所以软件堆

栈在定义的时候，也采取相同的生长方向。

这里没有用  而采用 # 单片机的提法是因为  属于 # 系

列单片机中的一种，而所有的 # 单片机的数据存储器组织方式都是一致的。在创建

 的任务栈时，需要了解所用微处理器数据存储空间尤其是堆栈空间的组织形式及

相关的操作。读者应参阅所用微处理器的资料和编译器的帮助文档，了解该部分知

识。

 的中断响应机制

 有 1 个不同的中断源，每个中断源和系统复位在程序存储空间都有一个

独立的中断向量（中断入口地址）

。每个中断源都有各自独立的中断允许控制位，当某个中断源的中断允许控制位为“且全

局中断允许位  也为“时，系统才响应该中断。

当系统响应一个中断请求后，会自动将全局中断允许位  清零，此时，后续中断响应被

屏蔽。当系统执行中断返回指令  时，会将全局中断允许位  置“，以允许响应下一

个中断。若用户想实现中断嵌套，必须在中断服务子程序中将全局中断允许位  置“。

（这一点与 / 系列的单片机不同）在中断向量表中，处于低地址的中断具有高的优先

级。优先级高只是表明在多个中断同时发生的时候，系统先响应优先级高的中断，并不含

有高优先级的中断能打断低优先级的中断处理工程的意思。这与 / 系列单片机的中断

优先级概念不同。

由于  的任务切换实际上是模拟一次中断，因此需要知道 * 的中断响应机制。

中断发生时2 按以下步骤顺序执行：

全局中断允许位  清零。

3将指向下一条指令的 * 值压入堆栈，同时堆栈指针 * 减 。

选择最高优先级的中断向量装入 *，程序从此地址继续执行中断处理。

4当执行中断处理时，中断源的中断允许控制位清零。

中断结束后，执行  指令，此时

全局中断允许位  置“。

3* 从堆栈推出，程序从被中断的地方继续执行。

特别要注意的是：# 单片机在响应中断及从中断返回时，并不会对状态寄存器  和

通用寄存器自动进行保存和恢复操作，因此，对状态寄存器  和通用寄存器的中断保

护工作必须由用户来完成。

1 的定时器中断

 有三个定时器：22；它们三者都有计数溢出中断功能2而且  和

 还有匹配比较中断，即定时器计数到设定的值时，产生中断并自动清零。若系统采用这

种中断方式，其好处是在中断服务程序  中不需要重新装载定时器的值。但本文出于通

用性的考虑，仍采用定时器计数溢出中断方式

 的移植

 移植条件

要实现  的移植，所用的处理器和编译器必须满足一定的条件：

56所用的  编译器能产生可重入代码。

可重入代码是指可以被一个以上的任务调用，而不必担心其数据会被破坏的代码。可重入

代码任何时候都可以被中断，一段时间以后又可以重新运行，而相应的数据不会丢失，不

可重入代码则不行。本文所使用 -7, 公司的 ##8

（）用  语言就可以打开和关闭中断。

本文所使用的 ##8 编译器支持在  语言中内嵌汇编语句且提供专门开关中断的

宏：56和 56。这样，使得在  语言中开关中断非常方便。

（）处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在  至 9: 之间）本文使用的

，有  个定时器，能产生  所需的定时中断。

（1）处理器支持能够容纳一定数量数据的硬件堆栈。本文使用的  有 1;

，硬件堆栈可以开辟在这 1; 中。

（/）处理器有将堆栈指针和其它 * 寄存器从内存中读出和存储到堆栈或内存中的指令。

一般的单片机都满足这个要求5如 *9、** 指令6，且  还具有直接访问

 寄存器的指令（<、 等），它比 / 系列的单片机更容易实现上述要求。

 移植的实现

 的移植工作包括以下几个内容：

用 ,=.%7 声明与编译器相关的  个数据类型5>*96

用?%@) 设置一个常量的值5>*96

?%@) 声明三个宏5>*96

用  语言编写六个简单的函数5>*>6

编写四个汇编语言函数5>*>6

根据这几项内容，本文逐步来完成。

<49 文件

<49

是主头文件，在所有后缀名为 的文件的开始都包含 <49 文件。使用

<49 的好处是所有的 文件都只包含一个头文件，简洁，可读性强。缺点是

文件可能会包含一些它并不需要的头文件，增加编译时间。我们是以增加编译时间为代价

来换取程序的可移植性的。用户可以改写 <49 文件，增加自己的头文件，但必须

加在文件末尾。

程序清单 <49

?')AB%C'$&0D 的寄存器头文件

剩余16页未读，继续阅读

michaelbourne

2012-05-13

介绍的比较详细，还有具体源码，收下了，谢谢

dreamd32

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