UCOS-II嵌入式系统任务管理实验指南

"嵌入式系统实验指导书，专注于UCOS-II任务管理，适用于龙岩学院物理与机电工程学院电子工程系。实验旨在让学习者掌握UCOS-II在STM32平台上的任务管理和硬件控制，以及理解UCOS-II应用的程序结构。" 嵌入式系统是计算机科学的一个分支，它涉及到在各种设备和装置中集成专用的计算机系统。在这个实验指导书中，主要关注的是UCOS-II，这是一个流行的小型实时操作系统（RTOS），常用于嵌入式设备。UCOS-II提供了丰富的功能，包括任务管理、内存管理和中断处理等。 实验的核心是理解UCOS-II的任务管理机制。UCOS-II依赖于系统时钟节拍来实现任务切换和延时，这个节拍频率可以通过`OS_TICKS_PER_SEC`在`os_cfg.h`中定义。实验建议设置范围为1ms至100ms，具体取决于处理器性能和应用需求。在STM32平台上，通常使用SYSTICK定时器来提供这个时钟节拍。 UCOS-II的任务数量在早期版本中限制为64个，但从2.80版开始，支持的任务数增加到255个。系统保留了8个优先级，其中4个最高和4个最低，用于特殊用途。实际可用的任务数量为253个。每个任务都有一个任务控制块（TCB），包含任务函数指针、任务堆栈指针和任务优先级等关键信息，TCB是任务在系统中的唯一标识。 UCOS-II遵循优先级调度原则，高优先级任务优先执行。如果一个任务让出CPU（如通过延时操作），低优先级任务才能获得执行机会。系统不支持相同优先级的任务，每个任务的优先级必须独特。任务调度涉及CPU上下文切换，包括PC指针、SP指针和寄存器的保存和恢复。 任务在UCOS-II中有五种状态：睡眠、就绪、运行、等待和中断服务。睡眠状态是指任务未被赋予TCB或其TCB已被剥夺；就绪状态表示任务准备运行但尚未获得CPU；运行状态意味着任务正在执行；等待状态是指任务在等待特定事件发生；而中断服务状态则是在执行中断处理程序时的任务状态。 通过这个实验，学生将深入理解UCOS-II如何在STM32硬件上创建、调度和管理任务，这对于嵌入式系统的开发和调试至关重要。同时，实验也强调了理解和应用UCOS-II的程序结构，这是构建高效、可靠嵌入式系统的基础。