μC/OS-II在AT89C51上的移植

引 言

μC/OS-II作為一個(gè)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，自1992年以來，因其源代碼的完全公開和優(yōu)越性能，已為眾多的愛好者和開發(fā)人員所了解并得到了廣泛應(yīng)用。μC/OS-II是一個(gè)占先式內(nèi)核，執(zhí)行時(shí)間可確定（即函數(shù)的調(diào)用與服務(wù)的時(shí)間是可知的，不依賴于應(yīng)用程序的大?。壳白疃嘀С?4個(gè)任務(wù)（8個(gè)為系統(tǒng)保留），總是執(zhí)行處于就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。目前，51系列及其擴(kuò)展型單片機(jī)仍在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)占較大比重，因而詳細(xì)介紹μC/OS-II在AT89C51上的移植實(shí)現(xiàn)過程，解決移植過程中出現(xiàn)的問題，有很大的實(shí)用意義。

1 KEIL C51編譯器中函數(shù)再入棧的處理

(1)再入函數(shù)與再入棧

再入函數(shù)可以被遞歸調(diào)用，可同時(shí)被兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程調(diào)用。再入函數(shù)經(jīng)常在實(shí)時(shí)應(yīng)用或在中斷和非中斷必須共用一個(gè)函數(shù)的情況下被使用。編譯時(shí)，在存儲(chǔ)器模式的基礎(chǔ)上為再入函數(shù)在內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器中建立一個(gè)模擬堆棧區(qū)，稱為再入棧，又可叫仿真堆棧，其增長(zhǎng)方向是從上到下。

(2)具體實(shí)現(xiàn)過程

μC/OS-II是一個(gè)占先式內(nèi)核，使用了較多的再入函數(shù)，用戶只有通過C編譯器來產(chǎn)生可再入代碼。不同的編譯器，對(duì)再入函數(shù)的仿真堆棧的處理不一樣，如TC可以自動(dòng)處理；而在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用較廣的KEIL C51編譯器中，要在startup.a51中進(jìn)行設(shè)置。KEIL C51中，再入函數(shù)的返回地址保存在8051的硬件堆棧中，形參和局部變量必須保存在仿真堆棧中。在SMALL模式下，仿真棧與硬件堆棧分享共同的存儲(chǔ)區(qū)，堆棧增長(zhǎng)方向相反。而典型的51單片機(jī)真正的RAM只有128個(gè)字節(jié)，還有部分要用于位尋址區(qū)和工作寄存器，可用作仿真棧的空間有限。在這種方式下移植后，在中斷嵌套或任務(wù)調(diào)用時(shí)系統(tǒng)會(huì)崩潰。因而，可以使用LARGE模式編譯，這樣，仿真棧就位于XDATA區(qū)，有充分的存儲(chǔ)空間。編譯前，要先在 startup.a51中修改設(shè)置。XBPSTACK=1，XBPSTACKTOP設(shè)為仿真棧的最高地址加1（對(duì)于64KB外RAM，最高為 0FFFFH，也可以保留部分地址用于外部I/O接口）。

2 時(shí)鐘節(jié)拍初始化

時(shí)鐘節(jié)拍是μC/OS-II運(yùn)行的基礎(chǔ)，其原理就是利用定時(shí)器中斷，每隔一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍中斷一次，在發(fā)生中斷時(shí)，內(nèi)核判斷是否進(jìn)行任務(wù)切換或者別的操作。節(jié)拍率一般在10~100次之間，越高則系統(tǒng)的額外負(fù)荷就越重。可以使用AT89C51的定時(shí)器T0中斷來實(shí)現(xiàn)。
void TimerInitiate(unsigned char Crystal,unsigned char Frequence)
{ //Crystal 晶振 Frenquence 時(shí)鐘節(jié)拍率
unsigned long temporary=0;
temporary=1000000/(12*Frequence);
temporary=65535-Crystal*temporary;
TMOD=(TMOD 0XF0) | 0X01; /* Timer 0工作在方式1*/
TL0=(unsigned char )temporary ;
TH0=(unsigned char )(temporary>>8);
TR0=1;
ET0=1;
}

初始化定時(shí)器中斷必須緊跟在多任務(wù)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，一般放在第一個(gè)任務(wù)中。

在Keil C51編譯器中，代碼優(yōu)化級(jí)別設(shè)為9級(jí)，編譯后，本程序占用的RAM和ROM空間約為：DATA 67.1 XDATA 732 CODE 8113 (字節(jié))。基本上要使用外部的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器。

在存儲(chǔ)器容量許可的條件下，可以加入更多μC/OS-II提供的系統(tǒng)功能，如郵箱、消息序列等。

結(jié) 語

μC/OS-II以其良好的穩(wěn)定性與可靠性、實(shí)用的系統(tǒng)服務(wù)和完全公開的源代碼，推動(dòng)了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用，也使應(yīng)用系統(tǒng)的功能更加完善。