【uCOS学习】知识点总结（汇总版）

函数API

函数	功能
OSTaskCreate	创建任务
OSTaskDel	删除任务
OSTaskSuspend	挂起任务
OSTaskResume	恢复任务
OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN变量置1	使能时间片轮转调度
OSSchedRoundRobinCfg	放弃时间片轮转调度
OSTimeDlyHMSM	延时函数（前四个参数对应 时/分/秒/毫秒）
OSTimeGet	换区系统节拍计数器的值

钩子函数（不经常用？）：在UCOSIII_CONFIG/os_app_hooks.c中编写
软件定时器：UCOSIII_CORE/os_tmr.c

细碎知识点

• uCOS内核特点
  • 可剥夺型
  • 总是运行着就绪任务中优先级最高的那个任务
• micrium是ucos源码
• 心跳频率【1s跳200次】
  • #define OS_TICKS_PER_SEC 200u /* Set the number of ticks in one second */
• ucos-III的delay_us不发生任务调度，delay_ms发生任务调度
• 使用UCOS-III之前先调用OSInit(&err)初始化函数
• 任务开启用OSStart
• 只有开启了时间片轮转，才能多个任务设置同样的优先级哦
• 当任务中要使用临界区的时候，需要声明CPU_SR_ALLOC()。
• 一般任务开头需要写上一句：p_arg = p_arg;是为了防止编译器报错~
• 创建任务理论不需要加临界区保护，因为创建函数内部已经进行了临界区保护。但是加上也无妨。
• 注意：因为ucos-III的任务是while(1)死循环的形式，我们在得在合适的位置上进行调度器的任务切换，比如：延时函数…

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整体知识点

• UCOS-II体系结构

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• uCOS-III

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• 任务管理

  • 任务就是程序实体【操作系统管理和调度的最小单位，称之为任务】
  • 任务组成：任务堆栈（上下文切换的寄存器值）、任务控制块（各个任务的属性值）、任务函数（用户编写的）

• 系统任务

  • 空闲任务：必选
  • 时钟节拍任务：必选
  • 统计任务：可选【OS_CFG_STAT_TASK_EN】
  • 定时任务：可选【OS_CFG_EN】
  • 中断服务管理任务：可选【OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN】

• 任务状态

  • 休眠态：存在于CPU的FLASH中，但不受RTOS管理。
  • 就绪态：具备任务运行条件
  • 运行态：正在运行
  • 等待态：正在运行的任务需要等待一段时间或事件
  • 中断服务态：因发生中断，当前任务被挂起
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• 就绪表
  • 优先级位映射表：OSPrioTb1[] - 记录哪个优先级下有任务就绪
  • 就绪任务列表：OSRdyList[] - 记录每一个优先级下所有就绪的任务

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• 任务调度

  • 任务级调度器：OSSched()
  • 中断级调度器：OSInitExit() 【写在外部中断中的，退出中断用】

• 任务调度点（任务调度的时间点）

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  • 重点关注：延时、创建/删除任务、挂起/解挂任务、调度器调度

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• 任务切换

  • 任务调度包括任务切换
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• 任务切换种类

  • 任务级切换函数：OSCtxSw()
  • 中端级切换函数：OSIntCtxSw()

• UCOS-III下的中断服务函数编写范例【参考串口中断】

OSIntEnter();  //进入中断

...

OSIntExit(); //退出中断

• 临界区保护（OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN）
  • 关中断【全部中断都要关闭，滴答定时器也不会走了】标志位为0
  • 调度器上锁【滴答定时器还会走，但是有些中断仍会打断】标志位为1
  • 临界区代码
    • 临界区退出方式有两种，其中OS_CRITICAL_EXIT会进行调度器任务切换

CPU_SR_ALLOC();

OS_CRITICAL_ENTER();	//进入临界区	

OS_CRITICAL_EXIT();	//进入临界区

• 软件定时器
  • 递减计数器，到0触发回调函数
  • 使用软件定时器前还需要将：OS_CFG_TMR_EN置为1
  • 时间分辨率由：OS_TMR_TASK_RATE_HZ，默认100Hz，即10ms，所以软件定时器周期必须为10ms的整数倍
  • 定时器的回调函数中不能使用阻塞调用（延时、删除定时器）
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  • 定时器先Create、再Start
  • 软件定时器模式有：单次模式、周期模式
  • 停止软件定时器的时候：可以直接停止、也可以停止时最后调用一下回调函数（即使没有递减到0）
  • 软件定时器的几个API函数

函数	功能
OSTmrCreate	创建定时器并制定运行模式
OSTmrDel	删除定时器
OSTmrRemainGet	获取定时器的剩余时间
OSTmrStart	启动定时器
OSTmrStateGet	获取当前定时器的状态
OSTmrStop	停止计数器倒计时

• 信号量【理解成一个变量，不等于0可用】
  • 上锁机制
  • 一次钥匙只能给一个人用
  • 信号量用于对共享资源的保护，但是现象在基本用来做任务同步
    • 对共享资源的保护有三种手段：开关中断、调度器锁、信号量
    • 任务同步案例：LED和KEY是两个任务，当我按下按键的时候，进行任务同步，让LED亮。
  • 等待（请求）信号量：Pend
  • 发送（释放）信号量：POST
  • 信号量可以为
    • 二进制
      • 一次只能一个任务使用的资源
    • 计数型（OS_SEM_CTR决定计数型的位数）
      • 某些资源可同时被几个任务使用
  • 信号量的API函数【可在UCOSIII_CORE/os_sem.c中具体查看】

函数	功能
OSSemCreate	建立一个信号量
OSSemDel	删除一个信号量
OSSemPend	请求或等待一个信号量（-1）
OSSemPendAbrot	取消等待
OSSemPost	释放或发出一个信号量（+1）
OSSemSet	强制设置一个信号量的值

• 优先级反转【参考正点原子uCOS第16讲】

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    • 解决优先级反转问题，引入了互斥信号量

• 互斥信号量 API

  • 互斥信号量创建不需要指定初始值

函数	功能
OSMutexCreate	建立一个互斥信号量
OSMutexDel	删除一个互斥信号量
OSMutexPend	等待一个互斥信号量
OSMutexPendAbrot	取消等待
OSMutexPost	释放或者发布一个互斥信号量

• 内嵌信号量
  • 不仅能简化代码，还可以比使用独立的信号量更有效
  • 相关代码在os_task.c
  • 内嵌信号量的API
  • 内嵌信号量，默认创建好的！
  • 内嵌信号量，不需要指定信号量初始值，默认为0
  • 如果想初始化，可以在创建任务的后面调用OSTaskSemSet 函数，设置初始值。

函数	功能
OSTaskSemPend	等待一个任务信号量
OSTaskSemPendAbort	取消等待任务信号量
OSTaskSemPost	发布任务信号量
OSTaskSemSet	强行设置任务信号量计数

• 任务间通信

  • 方式有两种：全局变量和发布消息。
  • 但是要注意，通过全局变量进行任务间通信的时候，要注意对这个全局变量的保护。防止同时被多个任务操作
  • 消息的组成部分：指向数据的指针、数据的长度、记录消息发布时刻的时间戳
    • 可以使用动态内存分配的方式来分配一个内存块
    • 传递一个指向全局变量、全局数据结构、全局数组或函数的指针
      

• 消息队列的API函数

  • 消息邮箱是特殊的消息队列，大小为1的消息队列
  • 1个任务请求1个消息队列，适合用任务内建消息队列
  • 多个任务请求1个消息队列，适合用独立消息队列

函数	功能
OSQCreate	创建一个消息队列
OSQDel	删除一个消息队列
OSQFlush	情况消息队列
OSQPend	等待消息
OSQPendAbort	取消等待消息
OSQPost	向消息队列发布一则消息

• 任务内建消息队列

  • 多个任务等待同一个消息队列的应用很少见

  • 每个任务都有其内建消息队列，这样用户可以不用通过外部的消息队列而直接向任务发布消息

  • 使用内建消息队列需要将宏OS_CFG_TASK_Q_EN置为1

  • 内建消息队列的API函数

函数	功能
OSTaskPend	等待消息
OSTaskPendAbort	取消瞪大消息
OSTaskPost	向任务发布一则消息
OSTaskFlush	清空任务的消息队列