μC／OS-II在51單片機(jī)上的移植

摘要：針對在51單片機(jī)上移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-II的目的，以μC／OS-II工作原理為基礎(chǔ)，結(jié)合51單片機(jī)堆?？臻g少的情況，采用改變堆棧指針到不同任務(wù)寄存器組的方法，通過改變堆棧指針的實(shí)驗(yàn)，得出在堆棧空間較少的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)μC／OS-II在51單片機(jī)上的運(yùn)行的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：μC／OS；單片機(jī)；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；堆棧

μC／OS-II是一種公開源代碼、結(jié)構(gòu)小巧、具有可剝奪實(shí)時(shí)內(nèi)核的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)，代碼簡短、條理清晰、實(shí)時(shí)性及安全性能很高，絕大部分代碼用C編寫，現(xiàn)已被移植到多種處理器的構(gòu)架中。隨著51單片機(jī)片內(nèi)資源的日益豐富，在51單片機(jī)上移植μC／OS-II已成為可能，植入系統(tǒng)后，由系統(tǒng)來管理軟件與硬件資源，簡化應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，并且使應(yīng)用系統(tǒng)功能更加完善。因此在51單片機(jī)上移植μC／OS-II具有十分重要的意義。

1 μC／OS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概述
μC／OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是一種可移植、可固化、可裁剪即可剝奪型的多任務(wù)實(shí)時(shí)內(nèi)核，適用于各種微處理器和微控制器。μC／OS-II主要包括任務(wù)調(diào)度、時(shí)間管理、內(nèi)存管理、事件管理(信號量、郵箱、消息隊(duì)列)4大部分。它的移植與4個(gè)文件相關(guān)：匯編文件(OS_CPU_A．A SM)、處理器相關(guān)C文件(OS_CPU．H、OS_CPU_C．C)和配置文件(OS_CFG．H)。有64個(gè)優(yōu)先級，系統(tǒng)占用8個(gè)，用戶可創(chuàng)建56任務(wù)，不支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)。
它的基本思路就是“近似地每時(shí)每刻總是讓優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)”。為了保證這一點(diǎn)，它在調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)、中斷結(jié)束、定時(shí)中斷結(jié)束時(shí)總是執(zhí)行調(diào)度算法。原作者通過事先計(jì)算好數(shù)據(jù)，簡化了運(yùn)算量，通過精心設(shè)計(jì)就緒表結(jié)構(gòu)，使得延時(shí)可預(yù)知。任務(wù)的切換是通過模擬一次中斷實(shí)現(xiàn)的。

2 任務(wù)調(diào)度的實(shí)現(xiàn)原理
任務(wù)調(diào)度是μC／OS-II的重要部分，和具體的微處理器關(guān)系緊密。必須移植的5個(gè)函數(shù)有4個(gè)都和任務(wù)有關(guān)。任務(wù)調(diào)度就是保存當(dāng)前任務(wù)的寄存器和PC指針(即當(dāng)前任務(wù)的斷點(diǎn))，然后把將要執(zhí)行的任務(wù)的寄存器值返回給寄存器并把PC指向?qū)⒁獔?zhí)行任務(wù)的斷點(diǎn)。這些的實(shí)現(xiàn)要借助于堆棧和中斷，為了簡便起見，先看函數(shù)調(diào)用時(shí)堆棧的使用情況。在函數(shù)調(diào)用時(shí)，堆棧的一個(gè)重要功能就是保存被調(diào)函數(shù)的斷點(diǎn)地址。若有4個(gè)函數(shù)，F(xiàn)un1調(diào)用Fun2，F(xiàn)un2調(diào)用Fun3，F(xiàn)un3調(diào)用Fun4，F(xiàn)un4為葉子程序(無子程序調(diào)用)。