UCOSIII学习笔记
1.概念：
UCOS是Micrium公司出品的RTOS类实时操作系统，UCOS目前有两个版本：UCOSII和UCOSIII。 UCOSIII是一个可裁剪、可剥夺型的多任务内核，而且没有任务数限制。UCOSIII提供了实时操作系统所需的所有功能，包括资源管理、同步、任务通信等。
2.任务管理：
2.1滴答定时器
定时器来产生“滴答”中断来作为系统时基，SysTick有4个控制寄存器；
2.2任务
在UCOSIII中任务就是程序实体，UCOSIII能够管理和调度这些小任务(程序)。
UCOSIII中的任务由三部分组成：任务堆栈、任务控制块和任务函数。
任务堆栈：上下文切换的时候用来保存任务的工作环境，就是STM32的内部寄存器值。
任务控制块：任务控制块用来记录任务的各个属性。
任务函数：由用户编写的任务处理代码，是实实在在干活的。一般写法如下
void XXX_task(void *p_arg)
{
while(1)
{
。。。。。//任务处理过程
}
}
任务的参数是一个void类型的，这么做的目的是可以可以传递不同类型的数据甚至是函数。任务函数其实就是一个C语言的函数，但是在使用UCOIII的情况下这个函数不能有用户自行调用，任务函数何时执行执行，何时停止完全有操作系统来控制。
2.3UCOSIII系统任务
UCOSIII默认有5个系统任务：
1、空闲任务：UCOSIII创建的第一个任务，UCOSIII必须创建的任务，此任务有UCOSIII自动创建，不需要用户手动创建。
2、时钟节拍任务：此任务也是必须创建的任务。
3、统计任务：可选任务，用来统计CPU使用率和各个任务的堆栈使用量。此任务是可选任务，由宏OS_CFG_STAT_TASK_EN控制是否使用此任务。
4、定时任务：用来向用户提供定时服务，也是可选任务，由宏OS_CFG_TMR_EN控制是否使用此任务。
5、中断服务管理任务：可选任务，由宏OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN控制是否使用此任务。
任务状态：
从用户的角度看，UCOSIII的任务一共有5种状态：
1、休眠态：任务已经在CPU的flash中了，但是还不受UCOSIII管理。
2、就绪态：系统为任务分配了任务控制块，并且任务已经在就绪表中登记，这时这个任务就具有了运行的条件，此时任务的状态就是就绪态。
3、运行态：任务获得CPU的使用权，正在运行。
4、等待态：正在运行的任务需要等待一段时间，或者等待某个事件，这个任务就进入了等待态，此时系统就会把CPU使用权转交给别的任务。
5、中断服务态：当发送中断，当前正在运行的任务会被挂起，CPU转而去执行中断服务函数，此时任务的任务状态叫做中断服务态。
3.UCOSIII任务堆栈
任务堆栈用来切换任务和调用其他函数时保存现场（现场就是CPU的内部各个寄存器），因此每个任务都应该有自己的堆栈。
任务堆栈的创建：
#define START_STK_SIZE 512 //堆栈大小
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE]; //定义一个数组来作为任务堆栈
CPU_STK为CPU_INT32U类型，也就是unsigned int类型，为4字节的，那么任务堆栈START_TASK_STK的大小就为：512 X 4=2048字节!
UCOSIII任务控制块：
任务控制块是用来记录与任务相关的信息的数据结构，每个任务都要有自己的任务控制块。任务控制块由用户自行创建，如下代码为创建一个任务控制块：
OS_TCB StartTaskTCB; //创建一个任务控制块
OS_TCB为一个结构体，描述了任务控制块，任务控制块中的成员变量用户不能直接访问，更不可能改变他们。
UCOSIII任务就绪表：存放UCOSIII中已经就绪的任务。
优先级： UCOSIII中任务优先级数由宏OS_CFG_PRIO_MAX来配置，UCOSIII中数值越小，优先级越高，最低可用优先级就是OS_CFG_PRIO_MAX-1。
函数OS_PrioGetHighest()用于找到就绪了的最高优先级的任务；
OS_PRIO OS_PrioGetHighest (void)
{
CPU_DATA *p_tbl;
OS_PRIO prio;
prio = (OS_PRIO)0;
p_tbl = &OSPrioTbl[0];
while (*p_tbl == (CPU_DATA)0) {
prio += DEF_INT_CPU_NBR_BITS;
p_tbl++;
}
prio += (OS_PRIO)CPU_CntLeadZeros(*p_tbl);
return (prio);
}
就绪表： UCOSIII中就绪表由2部分组成：
1、优先级位映射表OSPrioTbl[]：用来记录哪个优先级下有任务就绪。
2、就绪任务列表OSRdyList[]：用来记录每一个优先级下所有就绪的任务。
同一优先级下如果有多个 任务的话最先运行的永远是 HeadPtr所指向的任务！
先执行1，后来1到最尾端，顺序变为2、3、1，开始执行2； 轮流执行。
4.
4.1UCOSIII任务调度：任务调度就是中止当前正在运行的任务转而去执行其他的任务。
UCOSIII是可剥夺型内核，因此当一个高优先级的任务准备就绪，并且此时发生了任务调度，那么这个高优先级的任务就会获得CPU的使用权！
UCOSIII中的任务调度是由任务调度器来完成的，任务调度器有2种：任务级调度器和中断级调度器。
任务级调度器为函数OSSched()。
中断级调度器为函数OSIntExit()，当退出外部中断服务函数的时候使用中断级任务调度。
4.2UCOSIII任务切换
当UCOSIII需要切换到另外一个任务时，它将保存当前任务的现场到当前任务的堆栈中，主要是CPU寄存器值，然后恢复新的现场并且执行新的任务，这个过程就是任务切换。
任务切换分为两种：任务级切换和中断级切换。
任务级切换函数为：OSCtxSw()。
中断级切换函数为：OSIntCtxSw()。
5.任务相关API函数（应用程序编程接口）
5.1任务创建和删除：UCOSIII是多任务系统，创建任务就是将任务堆栈、任务控制块、任务函数等联系在一起，并初始化任务控制块相应字段。
OSTaskCreate()函数创建任务；OSTaskDel()删除任务；
void OSTaskDel (OS_TCB *p_tcb, OS_ERR *p_err)
OSTaskDel((OS_TCB*)0,&err),当传递给函数OSTaskDel()的参数p_tcb的值为0时，表示删除掉任务自身；
5.2任务挂起和恢复
当我们想暂停某个任务，但是又不想删除掉这个任务的时候就可以使用函数OSTaskSuspend()来将这个任务挂起，函数原型如下：void OSTaskSuspend ( OS_TCB *p_tcb,//*p_tcb指向需要挂起任务的的OS_TCB
OS_ERR *p_err)//指向一个变量，用来保存该函数的错误码
恢复： OSTaskResume
( OS_TCB *p_tcb,//*p_tcb指向需要挂起任务的的OS_TCB
OS_ERR *p_err)//指向一个变量，用来保存该函数的错误码
5.3UCOSIII时间片轮转调度
处于同一优先级的多个任务，采用时间片轮转调度来轮流执行；
OSSchedRoundRobinCfg()(CPU_BOOLEAN en,//打开/关闭时间片轮转调度机制，
OS_TICK dflt_time_quanta, //设置默认时间片长度，n=dflt_time_quanta;n*5ms;若n=0,默认为100ms.
OS_ERR *p_err)调用本函数后返回的错误码
OSSchedRoundRobinYield (OS_ERR *p_err)放弃本次时间片函数
6.UCOSIII中断和时间管理
stm32支持中断，中断是一个硬件机制，主要用来通知CPU一个异步事件发生，这样CPU就会将当前CPU寄存器的值存入栈，进而去处理中断服务函数。
6.1
OSIntEnter(); OSIntExit();进入和退出中断服务函数。
OSIntNestingCtr来记录中断嵌套次数，UCOSIII最多支持250级的中断嵌套。退出中断服务函数时要调用函数OSIntExit()。
6.2UCOSIII临界段代码保护
临界段代码也叫做临界区，是指那些必须完整连续运行，不可被打断的代码段。当访问这些临界段代码的时候需要对这些临界段代码进行保护。
当宏OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN为0时，UCOSIII使用关中断的方式来保护临界段代码，当设置为1的时候就会采用给调度器上锁的方式来保护临界段代码。
UCOSIII定义了一个进入临界段代码的宏：OS_CRITICAL_ENTER()，定义了两个退出临界段代码的宏：OS_CRITICAL_EXIT和OS_CRITICAL_EXIT_NO_SCHED()。
6.3任务延时
延时：
延时函数有两种，OSTimeDly()和OSTimeDlyHMSM()。
取消：
延时任务任务可通过在其他任务中调用函数OSTimeDlyResume()取消延时而进入就绪状态，此函数最后会引发一次任务调度。
获取和设置系统时间：
UCOSIII定义了一个CPU_INT32U类型的全局变量OSTickCtr来记录系统时钟节拍数，在调用OSInit()时被初始化为0，以后每发生1个时钟节拍，OSTickCtr加1。
OSTimeSet()允许用户改变当前时钟节拍计数器的值，慎用！！！！！
OSTimeGet()用来获取动迁时钟节拍计数器的值。
7.UCOSIII软件定时器
单片机中使用定时器来进行定时任务属于硬件定时。
模式：单词定时器、无初始延时周期模式、有初始延时周期模式
8.UCOSIII信号量和互斥信号量
8.1.UCOSIII信号量
信号量像是一种上锁机制，代码必须获得对应的钥匙才能继续执行，一旦获得了钥匙，也就意味着该任务具有进入被锁部分代码的权限。一旦执行至被锁代码段，则任务一直等待，直到对应被锁部分代码的钥匙被再次释放才能继续执行。
信号量用于控制对共享资源的保护，但是现在基本用来做任务同步用。
8.2互斥信号量：
为了避免优先级反转这个问题，UCOSIII支持一种特殊的二进制信号量：互斥信号量， 用它可以解决优先级反转问题。
8.3UCOSIII任务内嵌信号量
在UCOSIII中每个任务都有自己的内嵌的信号量，这种功能不仅能够简化代码，而且比使用独立的信号量更有效。任务信号量是直接内嵌在UCOSIII中的，任务信号量相关代码在os_task.c中。
9.UCOSIII消息传递
信号量用于多个任务同时访问同一公共资源，即任务与资源之间的通道；
消息用于任务互相之间的通信和交流；任务间的消息传递可以通过2种途径：一是通过全局变量，二是通过发布消息。
使用全局变量的时候每 个任务或者中断服务程序都必须保证其对全局变量的独占访问。
消息包含一下几个部分：指向数据的指针，数据的长度和记录消息发布时刻的 时间戳，指针指向的可以是一块数据区域或者甚至是一个函数。
消息队列中有一个列表，记录了所有正在等待消息的任务队列；