"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。