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μC/OS-II在C8051F上的移植

μC/OS-II在C8051F上的移植

点击数:7572 次   录入时间:03-04 12:00:14   整理:http://www.55dianzi.com   综合-其它

  在嵌入式应用中,使用RTOS的最主要原因是提高系统的可靠性,其次是提高开发效率、缩短开发周期。μC/OS-II 是一个基于优先级的抢占式实时内核,支持56 个用户任务,90%的代码使用标准的ANSI C语言书写,程序可读性强,移植性好,代码可固化,可裁剪,非常灵活。C8051F是美国Cygnal公司生产的与51系列兼容的微控制器,流水线指令结构70%的指令的执行时间为1个或2个系统时钟周期。当时钟频率为25MHz时,速度可达25MIPS,是一款不错的片上系统。

  1 开发工具和运行环境

  实现μC/OS-II的移植,要求所用的C编译器支持混合编程。KEIL C51可为众多的8051派生器件编程。我们选用的是KEIL7.02集成开发环境,仿真板基于C8051F015芯片。

  2 移植中所需修改的文件

  和CPU相关的文件主要有三个,分别是汇编文件OS_CPU_A.ASM、C语言文件 OS_CPU_C.C和头文件OS_CPU.H。

  2.1 OS_CPU.H文件

  OS_CPU.H文件中定义了数据类型及与硬件相关的基本信息。其中改动部分如下:

  typedef unsigned char OS_STK; /* 堆栈的宽度为8位 */

  OS_CPU_EXT INT8U IE_SHADOW;

  #define OS_ENTER_CRITICAL() IE_SHADOW = IE; IE &= 0x7F /* 关中断 */

  #define OS_EXIT_CRITICAL() IE = IE_SHADOW

  /* 恢复中断 */

  #define OS_STK_GROWTH 0

  #define OS_TASK_SW() OSCtxSw()

  在C8051F中,堆栈都是按字节操作的,故数据类型OS_STK声明为8位。方向从低地址向高地址方向递增,所以OS_STK_GROWTH设置为0。μC/OS-II在进入系统临界代码区之前要关中断,等到退出临界区后再打开,以保护核心数据不被多任务环境下的其它任务或中断破坏。开、关中断可通过设置SFR中的中断屏蔽位实现。在关中断时,先将IE的内容保存在全局变量IE_ SHADOW中,然后关中断;退出临界区时,还原IE_SHADOW的值。OS_TASK_SW()用来实现任务切换。就绪任务的堆栈初始化应该模拟一次中断发生后的样子,堆栈中应该按入栈次序设置好各个寄存器。OS_TASK_SW()函数模拟一次中断过程,在中断返回的时候进行任务切换。由于C8051F015没有软中断,故直接定义宏OS_TASK_SW()为函数OSCtxSw()。

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  2.2 OS_CPU_A.ASM文件

  编译器将每个文件作为一个模块,编译模块以主名命名,称为编译模块名,用NAME 来声明。因此,应在文件头部声明NAME OS_CPU_A。

  函数有程序部分和局部变量部分,它们分别放在独立的段中。在大模式下,段名声明的固定格式为 ?PR?函数名?模块名 SEGMENT CODE。因此需要将OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSINTCtxSw()和OSTickISR()用上面的格式一一声明。如?PR?OSStartHighRdy?OS_CPU_A SEGMENT CODE,本模块实现的函数需要用PUBLIC声明,如PUBLIC OSStartHighRdy等。

  C51将所有定义说明的数据标识符转换为大写字符,对函数则根据有无寄存器参数传送和函数是否可重入进行换名,如:void OSIntEnter(void) reentrant函数的名字OSIntEnter换成_?OSIntEnter。这些规则可从编译后的LST文件中看出。程序中声明引用的五个全局变量为OSTCBCur、OSTCBHighRdy、OSRunning、OSPrioCur、OSPrioHighRdy,声明格式是EXTRN IDATA (OSTCBCur)等。调用四个外部子程序OSTaskSwHook()、OSIntEnter()、OSIntExit()、OSTimeTick(),固定格式为:EXTRN CODE (_?OSTaskSwHook)等。

  由于C8051F的堆栈指针只有8位,只能指向内部数据区的256个字节,因此,当前运行的任务的堆栈在IDATA区,堆栈大小为40H(64字节),堆栈起点由KEIL决定。通过标号可以获得KEIL分配的SP起点,代码如下:

  ?STACK SEGMENT IDATA

  RSEG ?STACK

  OSStack:

  DS 40H

  OSStkStart IDATA OSStack-1

  为简化子程序特定义压栈出栈宏。压栈的次序为PSW、ACC、B、DPL、DPH、R0~R7,出栈的次序与入栈相反。




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