μC/OS-Ⅱ是一个源代码公开的嵌入式实时操作系统(RTOS),该操作系统理论上最多可以管理64个任务,一般应用时需要留出8个任务给系统本事使用,因此用户的应用程序最多可以有56个任务,μC/OS-Ⅱ的内核为完全可剥夺型实时内核,即系统总是运行就绪条件下优先级最高的任务,并支持信号量、邮箱、消息队列等多种进程间通讯机制,同时用户可以根据需求通过条件编译实现对内核中的功能模块的裁剪,此外μC/OS-Ⅱ 还具有可固化、中断管理、高稳定性和可靠性等特点,因此将μC/OS-Ⅱ移植到微处理器(MCU)上, 对于缩减产品开发和升级周期,提高可靠性和稳定性,降低成本方面有着重要的意义。以下主要讨论嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植。
1 基于16位微处理器MSP430F149的硬件应用系统
1.1 MSP430F149的特点与功能结构
MSP430F149是美国德州仪器(TI)公司推出的16位微处理器,它的低功耗特别低,支持1.8~3.6V电压供电,全速运行时的电流仅为280μA,休眠状态微处理器的电流只有0.1μA;支持五中省电模式,同时具有很快的唤醒速度,唤醒时间只为6μS;片内集成12位A/D转换器,两种定时器(timer_A和timer_B),UART通讯端口2个,比较器等,满足了大多数嵌入式仪器的应用需求。最重要的是MSP430F149程序存储器有60K并支持JTAG仿真,真正实现了在线仿真调试,方便了嵌入式实时操作系统的移植。
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至此,μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植就已经完成,可以建立多任务应用程序来测试嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ了。
3.1 测试内核自身的运行状况
通过测试内核自身的运行状况来验证移植的成功与否,可以避免把应用软件和内核的问题混在一起,使问题更加复杂化。如果在测试内核自身运行状况时有问题,就是内核的问题,排除了应用软件代码的问题。这里通过依此验证OSTaskStkInit()和文件OS_CPU_A.ASM中的OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSIntCtxSw()、OSTickISR()四个函数来证明内核是移植成功的。
3.2 建立多任务应用程序验证系统的移植成功
本系统建立了两个任务来测试μC/OS-Ⅱ是否成功移植到MSP430F149,它们是:
任务一:从MSP430F149 A/D采样通道0采样
OSTaskCreate(ADTask, (void *)0, &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1], 1);
任务二:RS232串口与上位机通讯
OSTaskCreate(UartTask, (void *)0, &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1], 2);
测试主要实现功能是将的A/D采样任务得到的数据通过RS232串口发送给上位机,实验证明,利用精密可调电阻改变MSP430F149 A/D采样通道0的模拟输入电压量,上位机端收到的数据也做相应的变化,证明嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在MSP430F149移植是成功的。
μC/OS-Ⅱ是比较小而完善的嵌入式实时操作系统,本文成功将μC/OS-Ⅱ移植到微处理器MSP430F149上,并实现了多任务运行,这对在中低档微处理器、单片机上构建和应用嵌入式实时操作系统有着一定的意义,同时让基于这些微处理器开发的嵌入式系统具有运用嵌入式实时操作系统所带来的不可替代的优势。
本文作者创新点: 实现了实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在中低档单片机上的成功移植和应用。为在中低档单片机系统中应用实时嵌入式操作系统提出了思路和实例。
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