UCOSIII任务管理

Posted 2021-10-29 想成为大师啊

UCOSIII下的SYSTEM文件夹

1.1 delay.c文件夹中函数：

delay.c文件是 ALIENTEK 编写的文件，主要是使用滴答定时器来完成高精度延时。在使用 UCOS 的时候还完成了针对 UCDOS 的相关配置，主要是滴答定时器作为 CUOS 系统时基的配置

函数	描述
delay_osschedlock()	任务调度器加锁，对UCOS中的对应函数做封装
delay_osschedunlock()	任务调度器解锁，对UCOS中的对应函数做封装
delay_ostimedly()	延时，按照节拍数延时，对UCOS中的对应函数做封装
SysTick_Handler()	滴答定时器中断服务函数
delay_init()	滴答定时器/延时初始化
delay_us()	微秒延时，不会引发任务调度
Delay_ms()	毫秒延时，最小ms延时时间为UCOS系统心跳时间

---

1.2、滴答定时器：

在以前，操作系统以及所有使用了时基的系统，都必须由硬件定时器来产生 “滴答” 中断来作为系统时基。在STM32中SysTick就是用于产生系统时基的，SysTick有4个控制寄存器

地址	寄存器（描述）
OXE000E010	SysTick->CTRL（控制及状态寄存器）
0XE000E014	SysTick->LOAD（重装载值寄存器）
0XE000E018	SysTick->VAL（当前数值寄存器）
0XE000E01C	SysTick->CALIB（校准数值寄存器）

滴答定时器的中断优先级为最低！在汇编文件：os_cpu_a.asm文件中定义

---

1.3、delay.c文件

static u8  fac_us=0;	//us延时倍乘数			   
static u16 fac_ms=0;	//ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数

本例程仅作UCOSII和UCOSIII的支持,其他OS，

• 满足 OS_CRITICAL_METHOD 的条件则支持 UCOSII

• 满足 CPU_CFG_CRITICAL_METHOD 的条件则支持UCOSIII

//支持UCOSII
#ifdef 	OS_CRITICAL_METHOD						//OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII				
#define delay_osrunning		OSRunning			//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec	OS_TICKS_PER_SEC	//OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting 	OSIntNesting		//中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif

//支持UCOSIII
#ifdef 	CPU_CFG_CRITICAL_METHOD					//CPU_CFG_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSIII	
#define delay_osrunning		OSRunning			//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec	OSCfg_TickRate_Hz	//OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting 	OSIntNestingCtr		//中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif

---

任务

2.1、什么是任务

在设计复杂、大型程序的时候，将这些负责的程序分割成许多个简单的小程序，这些小程序就是单个任务，所有的小任务和谐的工作，最终完成复杂的功能。在操作系统中这些小任务可以并发执行，从而提高CPU的使用效率。

UCOSIII就是一个可剥夺的多任务系统，我们使用UCOSIII的一个重要原因就是他的多任务处理能力。

2.2、UCOSIII中的任务

在UCOSIII中任务就是程序实体，UCOSIII能够管理和调度这些小任务（程序）。

UCOSIII中的任务由三部分组成：任务堆栈、任务控制块和任务函数。

• 任务堆栈上下文切换的时候用来保存任务的工作环境，就是STM32的内部寄存器值。
• 任务控制块：任务控制块用来记录任务的各个属性。
• 任务函数：由用户编写的任务处理代码，是实实在在干活的。

//任务优先级
#define LED0_TASK_PRIO		4
//任务堆栈大小	
#define LED0_STK_SIZE 		128
//任务控制块
OS_TCB Led0TaskTCB;
//任务堆栈	
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
void led0_task(void *p_arg);

创建任务

OS_CRITICAL_ENTER();	//进入临界区
	//创建LED0任务
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led0TaskTCB,		
				 (CPU_CHAR	* )"led0 task", 		
                 (OS_TASK_PTR )led0_task, 			
                 (void		* )0,					
                 (OS_PRIO	  )LED0_TASK_PRIO,     
                 (CPU_STK   * )&LED0_TASK_STK[0],	
                 (CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE/10,	
                 (CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE,		
                 (OS_MSG_QTY  )0,					
                 (OS_TICK	  )0,					
                 (void   	* )0,					
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
                 (OS_ERR 	* )&err);		

任务函数之一

//led0任务函数
void led0_task(void *p_arg)
{
	OS_ERR err;
	p_arg = p_arg;
	while(1)
	{
		LED0=0;
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,200,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时200ms
		LED0=1;
		OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时500ms
	}
}

UCOSIII中的任务函数编写：

void XXX_task(void *p_arg)
{
	while(1)
	{
		....	// 任务处理过程
	}
}

可以看出用任务函数通常是一个无限循环，当然了，也可以是一个只执行一次的任务。任务的参数是一个void类型的，这么做的目的是可以传递不同类型的数据甚至是函数。

可以看出任务函数其实就是一个C语言的函数，但是在使用UCOSIII的情况下这个函数不能有用户自行调用，任务函数何时执行，何时停止完全由操作系统来控制

OSTimeDlyHMSM(0,0,0,200,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); 任务切换代码

2.3、UCOSIII系统任务

UCOSIII默认有5个系统任务：

• 1、空闲任务：UCOSIII创建的第一个任务，UCOSIII必须创建的任务，此任务由UCOSIII自动创建，不需要用户手动创建。
• 2、时钟节拍任务：此任务也是必须创建的任务。
• 3、统计任务：可选任务，用来统计CPU使用率和各个任务的堆栈使用量。此任务是可选任务，由宏OS_CFG_STAT_TASK_EN控制是否使用此任务。
• 4、定时任务：用来向用户提供定时服务，也是可选任务，由宏OS_CFG_TMR_EN控制是否使用此任务。
• 5、中断服务管理任务：可选任务，由宏OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN控制是否使用此任务。

从用户的角度看，UCOSIII的任务一共有5种状态：

• 1、休眠态：任务已经在CPU的flash中了，但是还不受UCOSIII管理。
• 2、就绪态：系统为任务分配了任务控制块，并且任务已经在就绪表中登记，这时这个任务就具有了运行的条件，此时任务的状态就是就绪态。
• 3、运行态：任务获得CPU的使用权，正在运行。
• 4、等待态：正在运行的任务需要等待一段时间，或者等待某个事件，这个任务就进入了等待态，此时系统就会把CPU使用权转交给别的任务。
• 5、中断服务态：当发送中断，当前正在运行的任务会被挂起，CPU转而去执行中断服务函数，此时任务的任务状态叫做中断服务态。