基于STM32的μCOSII移植实例非常详细的移植过程.docx

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基于STM32的μCOSII移植实例非常详细的移植过程

基于STM32的μC/OS_II移植实例

目录

第一章μC/OS_II移植准备工作2

1.1硬件平台2

1.2软件平台2

第二章μC/OS_II移植步骤3

2.1文件结构3

2.2μC/OS_II文件移植4

2.3MDK中导入μC/OS_II文件4

2.4需要修改的代码7

第三章μC/OS_II多任务以及任务间通信的实现9

3.1μC/OS_II任务的创建9

3.2事件标志组的创建11

第四章μC/OS_II移植测试13

4.1μC/OS_II多任务的测试13

4.2任务间通信的测试14

第一章μC/OS_II移植准备工作

以武陵源车载系统终端为背景，探讨基于STM32的μC/OS嵌入式系统移植方法。

武陵源车载终端的基本功能是GPS数据的接收、站点和弯道的识别、超速报警、GPRS数据上传等。

本文重点是把μC/OS移植到程序中来，其次把各个基本功能模块化并划分为几个主任务，以便实现嵌入式系统的操作。

1.1硬件平台

硬件平台是ARM公司基于ARMv7架构的Cortex-M3系列处理器STM32F103T8。

此处理器执行Thumb-2指令的32位哈佛微体系结构和系统外设,包括NestedVec-toredInterruptController和Arbiter总线。

它整合了多种技术，减少内存的使用，极小的RISC内核有着低功耗和高性能的特点。

新的单线调试技术，避免使用多引脚进行JTAG调试，并全面支持RealView编译器和RealView调试产品。

GPS模块为FastraxIT500，它是一款能适用于非常苛刻的应用场合，有着高性能的导航，即使在GPS卫星可见度较恶劣的环境下也能实现稳定定位。

IT500有着领先的冷启动灵敏度（-148dBm）和领先的导航灵敏度（-165dBm），定位率可以根据客户的要求设置到最高10Hz，非常适合高动态的应用。

GSM模块为G600，它有着功耗低、体积小、便携式的特点。

休眠模式下功耗仅为1.6mA，采用两边SMT邮票口封装，支持全球通用的850/900/1800/1900MHz四频段，内置TCP/IP协议栈，符合工业级要求，可适应高温高湿、电磁干扰等恶劣的工作环境。

1.2软件平台

软件平台为RVMDK软件。

RVMDK是由ARM编译器RVCT与Keil的工程管理、调试仿真工具集成，RVMDK是业界最好的Cortex-M3开发工具之一，它拥有流畅的用户界面与强大的仿真功能，是一款非常强大的ARM微控制器开发工具。

移植前需要熟悉RVMDK软件的使用。

移植过程中需要用到如图1.1所示文件，一个是武陵源车载系统终端程序，另一个是基于STM32的μC/OS_II移植文件。

第二章μC/OS_II移植步骤

μC/OS_II的移植方法可以从三方面着手，首先分清武陵源车载系统终端文件和μC/OS_II移植文件层次结构；其次掌握μC/OS_II文件的移植过程以及在MDK软件中如何导入工程文件的过程；最后明确μC/OS_II运行尚需添加的代码。

2.1文件结构

武陵源车载系统终端程序主文件夹如图2.1所示，文件夹中包含了整个工程项目文件。

主文件夹中包含了如图2.2所示的四个文件夹。

输出文件夹中是MDK软件编译时生成的临时文件；Project文件夹中主要包含MDK工程的启动文件；Libraries文件夹包含了STM32芯片及外设的源文件；MyCode文件夹中包含用户编写的文件。

Libraries文件夹中包含了如图2.3所示的二个文件夹。

CMSIS文件夹主要包含STM32芯片内核启动文件；STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹包含了STM32内部及外围器件的驱动文件。

基于STM32的μC/OS_II移植文件夹如图2.4所示，文件夹中包含了整个μC/OS_II内核和通信协议文件。

μC/OS_II文件中包含了如图2.5所示的四个文件夹。

Ports文件夹包含了μC/OS_II的接口文件；uC-CPU文件夹包含了关于CPU的驱动文件；User文件夹中是用户对μC/OS_II初始化配置文件；Source文件夹包含μC/OS_II主要源文件。

2.2μC/OS_II文件移植

首先，在武陵源车载系统终端程序主文件夹新建一个如图2.6所示的μC/OS_II文件夹，然后将Port、Source、uC-CPU三个文件夹复制到μC/OS_II文件夹中，将User文件夹中的三个头文件复制到MyCode文件夹中，其复制过程如图2.7、图2.8、图2.9所示。

2.3MDK中导入μC/OS_II文件

首先，打开MDK工程，进入文件添加界面，新建μC/OS_II/Port、μC/OS_II/Source二个文件夹，新建文件夹结果如图2.10所示。

其次，将刚刚移植过来的文件分类添加到各个工程文件夹中。

μC/OS_II/Source文件夹中添加如图2.11所示文件。

μC/OS_II/Source文件夹中添加的文件结果如图2.12所示。

μC/OS_II/Port文件夹中依次添加如图2.13、图2.14所示文件。

μC/OS_II/Port文件夹中添加的文件结果如图2.15所示。

MyCode文件夹中添加图2.16所示文件。

MyCode文件夹中添加的文件结果如图2.17所示。

μC/OS_II移植文件全部添加到MDK工程文件夹中后，其MDK工程文件夹结构如图2.18所示，再点击全部保存后，μC/OS_II移植文件就全部导入到MDK工程文件夹中来了。

μC/OS_II移植文件全部导入到MDK工程文件夹之后，最后，还需把μC/OS_II移植文件所用到的头文件的路径添加到工程中来。

其添加的头文件路径过程如图2.19所示。

到这一步已经完成了μC/OS_II文件的导入，下面只需编译一下，检查文件的导入是否正常。

其编译结果如图2.20所示，零错误和零警告提示，表明编译通过。

2.4需要修改的代码

第一处：

μC/OS_II任务切换是通过STM32中的软中断实现的，需要将STM32中的软中断名修改成与μC/OS_II软中断函数名一致。

其修改过程如图2.21、图2.22所示。

第二处：

μC/OS_II任务切换是以STM32中的SysTick作为时间基准，需要编写如图2.23、图2.24所示的SysTick_Handler（）函数和SysTick初始化函数。

第三处：

用户可以根据实际情况修改任务切换的时间，其修该位置为如图2.25所示红框中的数值，10表示任务切换的时间间隔为1000/10ms。

到这一步，程序中需要修改的部分基本上完成。

最后，把工程编译一下，检查一下程序修改是否有错。

其编译结果如图2.26所示，零错误、零警告提示，表明程序修改无误。

第三章μC/OS_II多任务以及任务间通信的实现

在完成μC/OS移植之后，μC/OS还不能正常的运行起来。

μC/OS系统中还需创建用户任务并且把任务添加到μC/OS系统中的任务列表中来。

任务之间可能还需要进行必要的通信，则需要创建信号量、消息邮箱、消息队列等以实现任务间的通信。

3.1μC/OS_II任务的创建

新建一个App文件如图3.1所示，用于用户程序的编写。

μC/OS任务的创建可以分三步完成。

第一步：

编写一个起始任务函数和两个用户任务函数。

起始任务函数用于创建用户任务，一个用户任务函数用于GPS数据处理，另一个用户任务函数用于GPRS数据的处理。

其结果如图3.2、图3.3、图3.4所示。

第二步：

定义三个任务堆栈及堆栈空间大小和任务优先级，定义结果如图3.5、图3.6、图3.7所示。

第三步：

先将创建的起始任务添加到μC/OS操作系统中的的任务列表中去，然后再在起始任务函数中把两个用户任务添加到μC/OS操作系统中的的任务列表中去。

其添加结果如图3.8、图3.9所示。

3.2事件标志组的创建

事件标志组用于串口中断与GPS任务之间通信，即串口接收完一组数据之后，通过发送事件标志位通知GPS任务一组GPS数据接收完了。

由于此项目中只用到了事件标志组，所以，可能不会提及信号量、消息邮箱、消息队列的使用，不过其应用的方法同事件标志组相似。

事件标志组的应用可以通过三步来实现。

第一步：

定义一个事件标志组指针并在主函数中创建一个事件标志组，其结果如图3.10、图3.11所示。

第二步：

在串口中断中调用事件标志组发送函数，如图3.12所示。

调用事件标志组发送函数需在文件前包含μC/OS头文件和事件标志组指针的申明，如图3.13所示。

第三步：

在GPS任务中调用事件标志组等待函数，如果有事件到来就会继续往下执行，否则一直等到事件的到来。

事件的等待时间是可以设置的，如果超过了等待的时间，函数将返回超时错误信息，然后程序继续往下执行。

调用事件标志组等待函数需在文件前包含μC/OS头文件和事件标志组指针的申明。

其结果如图3.14、图3.15所示。

μC/OS任务和事件标志组创建完成之后，只需编译一下，检查一下任务和事件标志组的创建是否正确。

编译结果如图3.16所示，零错误、零警告提示，表明创建正确。

第四章μC/OS_II移植测试

借助串口调试助手测试μC/OS_II的多任务操作和任务间通信。

4.1μC/OS_II多任务的测试

打开串口助手并设置好串口，可以看到如图4.1所示串口中接收到的GPS数据。

通过观察如图4.2所示一直闪烁着的GPRS数据发送信号灯，可以表明GPS任务和GPRS任务同时在运行，即实现了μC/OS_II多任务的操作。

4.2任务间通信的测试

GPS数据是通过串口接收来的，只有串口向GPS任务发生事件标志组，GPS任务才会把GPS数据显示在串口中。

观察如图4.1所示串口中接收到的GPS数据，可以推断出串口与GPS任务之间实现了通信。