STM32入门到精通：UCOS-II移植教程

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《零死角玩转STM32-系统篇》是野火团队针对STM32开发者的深入教程，分为初级篇、中级篇、高级篇和系统篇，旨在帮助学习者从头开始掌握STM32，从基础入门到系统集成，实现全面学习。教程源于旧版教程的升级版本，注重清晰度和实用性，特别强调了如何移植开源实时操作系统uC/OS-II到野火STM32开发板。 uC/OS-II是微型的实时操作系统，它具备核心功能，如任务调度、任务通信、内存管理、中断管理和定时管理，适合初学者通过简洁的代码结构和规范的编程风格来学习嵌入式操作系统的概念。教程作者意识到市面上关于移植uC/OS到STM32的资源存在不足，通常缺乏明确性和条理性，因此他决定编写这个教程，提供一个系统化的移植步骤和指导。学前建议要求读者具备基本的C语言编程能力和数据结构理解，这对于理解和实现操作系统功能至关重要。教程从官方源代码入手，推荐使用Micrium提供的下载地址或网盘链接获取uC/OS-II针对STM32的源代码包，这个过程可能需要注册账户才能下载。整个教程不仅关注硬件层面的开发，还涉及软件层面的移植实践，目标是帮助学习者建立起对STM32平台的全面掌控能力。此外，野火团队即将在10月份出版的《STM32库开发实战指南》进一步深化了内容，不仅提供更佳的纸质阅读体验，还将包含更多实用技巧和案例，成为STM32学习者的必备参考书籍。在整个学习过程中，遇到问题可以访问野火淘宝店（<http://firestm32.taobao.com>）获取更多信息和支持，或者参与论坛讨论（<http://www.amobbs.com/forum-1008-1.html>），与其他开发者交流和分享经验。《零死角玩转STM32-系统篇》是一套旨在培养STM32高手的完整教程体系，适合任何希望通过自行动手实践和深入理解来提升嵌入式技能的开发者。

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需要注释的函数

OS_CPU_SysTickHandler()

在 os_cpu_c.c 中定义，是 SysTick 中断的中断处

理函数，而在 stm32f10x_it.c 中已经有该中断函数

的定义 SysTick_Handler()，这里也就不需要了。

OS_CPU_SysTickClkFreq()

定义在 BSP.C 中，此函数我们自己会编写，把它注

释掉。

OS_CPU_SysTickInit()

定义在 os_cpu_c.c 中，用于初始化 SysTick 定时

器，它依赖于 OS_CPU_SysTickClkFreq()，也要注

释掉。

2.2 os_cpu_c.c

移植 uC/OS 时，我们需要写 10 个相当简单的 C 函数：9 个钩子函数和 1

个任务堆栈结构初始化函数。

钩子函数

所谓钩子函数，指那些插入到某些函数中为扩展这些函数功能的函数。一

般地，钩子函数为第三方软件开发人员提供扩充软件功能的入口点。为了拓展

系统功能，uC/OS-II 中提供有大量的钩子函数，用户不需要修改 uC/OS-II 内核

代码程序，而只需要向钩子函数添加代码就可以扩充 uC/OS-II 的功能。

注：此部分内容出自张勇的《嵌入式操作系统原理与面向任务程序设计

——基于 uC/OS-II v2.86 和 ARM920T》

尽管 uC/OS-II 中提供了大量的钩子函数，但实际上，移植时我们需要编写

的也就 9 个钩子函数：

40. OSInitHookBegin() //OSIinit() 系统初始化函数开头的钩子函数

41. OSInitHookEnd() //OSIinit() 系统初始化函数结尾的钩子函数

42. OSTaskCreateHook() //OSTaskCreate()或 OSTaskCreateExt() 创建任务钩子函数

43. OSTaskDelHook() //OSTaskDel() 删除任务钩子函数

44. OSTaskIdleHook() //OS_TaskIdle() 空闲任务钩子函数

45. OSTaskStatHook() //OSTaskStat() 统计任务钩子函数

46. OSTaskSwHook() //OSTaskSW() 任务切换钩子函数

47. OSTCBInitHook() //OS_TCBInit() 任务控制块初始化钩子函数

48. OSTimeTickHook() //OSTaskTick() 时钟节拍钩子函数

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这些函数都是一些钩子函数，一般由用户拓展。如果要用到这些钩子函

数，需要在 OS_CFG.H 中定义 OS_CPU_HOOKS_EN 为 1，即：

49. #define OS_CPU_HOOKS_EN 1 //在 OS_CFG.H 中定义

钩子函数的编写，例如：

50. /*** 系统初始化函数 OSInit() 开头调用 ***/

51. void OSInitHookBegin (void)

52. {

53. #if OS_TMR_EN > 0 //当使用 OS_TMR.C 定时器管理模块

54. OSTmrCtr = 0; //初始化系统节拍计数变量 OSTmrCtr 为 0

55. //每个时钟节拍 OSTmrCtr（全局变量，初始值为 0）增 1

56. #endif

57. }

58. /*** 创建任务 OSTaskCreate() 或 OSTaskCreateExt()中调用 ***/

59. void OSTaskCreateHook (OS_TCB *ptcb)

60. {

61. #if OS_APP_HOOKS_EN > 0 //如果有定义应用任务

62. App_TaskCreateHook(ptcb); //调用应用任务创建钩子函数

63. #else //否则

64. (void)ptcb; //告诉编译器 ptcb 没用到

65. #endif

66. }

67. /*** 切换任务时被调用 ***/

68. void OSTaskSwHook (void)

69. {

70. #if OS_APP_HOOKS_EN > 0

71. App_TaskSwHook(); //应用任务切换时调用的钩子函数

72. #endif

73. }

74. /*** 每个系统节拍到了 ***/

75. void OSTimeTickHook (void)

76. {

77. #if OS_APP_HOOKS_EN > 0

78. App_TimeTickHook(); //应用软件的时钟节拍钩子

79. #endif

80.

81. #if OS_TMR_EN > 0 //如果有启动定时器管理

82. OSTmrCtr++; //计时变量 OSTmrCtr 加 1

83. if (OSTmrCtr >= (OS_TICKS_PER_SEC / OS_TMR_CFG_TICKS_PER_SEC)) {//如果时间到了

84. OSTmrCtr = 0; //计时清 0

85. OSTmrSignal(); //发送信号量 OSTmrSemSignal（初始值为 0）

86. //以便软件定时器扫描任务 OSTmr_Task 能请求到信号量而继续运行下

去

87. }

88. #endif

89. }

这些钩子函数是必须声明的，但不是必须定义的，只是为了拓展你的系统

功能而已。

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任务堆栈结构初始化函数

90. OSTaskStkInit() //任务堆栈结构初始化函数

通常，我们的任务定义都是这样的：

91. void MyTask (void *p_arg)

92. {

93. /* 可选，例如处理 ‘p_arg’变量 */

94. while (1) {

95. /* 任务主体 */

96. }

97. }

典型的 ARM 编译器（Cortex-M3 也是这样）都会把这个函数的第一个参量

传递到 R0 寄存器中。

对于像 ARM 内核一般都比较多寄存器的单片机，我们可以把函数中断的局

部变量保存在寄存器中，以加快速度。

98. OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *p_arg,

99.

OS_STK *ptos, INT16U opt)

100. {

101. OS_STK *stk;

102.

103.

104. (void)opt; // 'opt' 并没有用到，防止编译器提示警告

105. stk = ptos; // 加载栈指针

106.

107. /* 中断后 xPSR，PC，LR，R12，R3-R0 被自动保存到栈中*/

108. *(stk) = (INT32U)0x01000000L; // xPSR

109. *(--stk) = (INT32U)task; // 任务入口 (PC)

110. *(--stk) = (INT32U)0xFFFFFFFEL; // R14 (LR)

111. *(--stk) = (INT32U)0x12121212L; // R12

112. *(--stk) = (INT32U)0x03030303L; // R3

113. *(--stk) = (INT32U)0x02020202L; // R2

114. *(--stk) = (INT32U)0x01010101L; // R1

115. *(--stk) = (INT32U)p_arg; // R0 : 变量

116.

117. /* 剩下的寄存器需要手动保存在堆栈 */

118. *(--stk) = (INT32U)0x11111111L; // R11

119. *(--stk) = (INT32U)0x10101010L; // R10

120. *(--stk) = (INT32U)0x09090909L; // R9

121. *(--stk) = (INT32U)0x08080808L; // R8

122. *(--stk) = (INT32U)0x07070707L; // R7

123. *(--stk) = (INT32U)0x06060606L; // R6

124. *(--stk) = (INT32U)0x05050505L; // R5

125. *(--stk) = (INT32U)0x04040404L; // R4

126.

127. return (stk);

128. }

这是初始化任务堆栈函数。OSTaskStkInit()被任务创建函数调用，所以要

在开始时，在栈中作出该任务好像刚被中断一样的假象。

在 ARM 内核中，函数中断后，xPSR，PC，LR，R12，R3-R0 被自动保存到

栈中的，R11-R4 如果需要保存，只能手工保存。为了模拟被中断后的假象，

OSTaskStkInit()的工作就是在任务自己的栈中保存 cpu 的所有寄存器。这些值

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