1 引 言

實時操作系統(tǒng)是為微處理器或微控制器管理設計的底層軟件。在嵌人式應用中，使用實時操作系統(tǒng)的最主要目的是增加系統(tǒng)的可靠性，提高開發(fā)效率、縮短開發(fā)周期。

μC/OS-II是一個可移植(portable)、可固化的(romable)和占先式的(preemptive)實時內核，最多可以管理64個任務(用戶最多可以設計56任務)。μC/oS-II的源代碼公開，絕大部分代碼使用標準的ANSIC：書寫，所以可以方便地移植到很多不同種類的處理器或控制器上。用戶可以免費從相關網(wǎng)站下載源代碼。

目前，51系列的單片機在世界范圍內有著廣泛的應用。AT89S52是ATMEL公司利用51內核生產的一款FLASH型8位微控制器?？刂破鲀炔考闪? kB的FLASH，256 B RAM，3個16位定時計數(shù)器，4組8位并行口，1個全雙工可編程串行口。

筆者在用AT89S52單片機設計多路數(shù)據(jù)采集器時，在編譯器KEIL環(huán)境下，成功地把μC/OS-II移植到AT89S52單片機上面。下面論述如何將μC/OS-II移植到AT89S52上。

2移植條件和必要步驟

μc/OS-II要求微處理器有堆棧指針、有CPU內部人棧與出棧指令以及一定容量的硬件堆棧。AT89S52能夠滿足這些要求。

μC/OS-II在設計的時候充分考慮了可移植性。移植工作包括在OS CPU.H中設置1個常量、聲明幾個數(shù)據(jù)類型、聲明3個宏，在OS CPU C.C中寫6個簡單的C函數(shù)，以及在OS CPU A.ASM中寫幾個匯編語言函數(shù)。

3移植的主要過程

3.1 OS CPU.H的編寫

OS CPU.H需要規(guī)定棧的增長方向。這里定義常量OS STK GROWTH為0，表明棧的增長方向向上。

用戶要用到的變量類型應該在這里定義，同時必須注意KEIL對C語言的擴展。筆者只定義了以下幾種變量類型。

最后還需要聲明OS-TASK-SW()宏。

#define OS TASK SW() OSCtxSw()

3.2 OS CPU C.C中相關函數(shù)的編寫

在(OS CPU C.C)中要寫幾個C函數(shù)(OS CPUC.C)。這幾個C函數(shù)包括OSTaskStklnit()，OSTaskCreateHook()，OSTaskDelHook()，()STaskSwHook()，OSTaskStatHook()，OSTimeTickHook()。他們中除了OSTaskStkInit()外都是用戶根據(jù)自己的需要定義的，可以沒有任何內容。下面著重討論OSTaskStklnit()。

函數(shù)OSTaskStklnit()由任務創(chuàng)建函數(shù)OSTaskCreate()或()STaskCreateExt()，在建立每個任務的時候初始化任務堆棧。初始化后的任務堆?？雌饋砭拖駝倓偘l(fā)生中斷一樣。開始運行這個任務就是模擬中斷返回，把初始化后堆棧的各個值恢復給各個寄存器。所以初始化任務堆棧就是在任務堆棧中模擬發(fā)生過1次中斷后的堆棧結構，按照中斷后的進棧次序預留各個寄存器的存儲空間，還要在這些存儲空間里面放上恰當?shù)某踔?。用戶堆棧初始化時從下向上依次保存：用戶堆棧長度，PCL，PCH，PSW，ACC，B，DPL，DPH，R0，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7。

初始化任務棧的時候，需要傳遞任務代碼起始指針(task)、參數(shù)指針(pdata)、任務堆棧頂端的地址(就是堆棧棧頂指針ptos)。任務棧初始化完成后，返回1個新的堆棧棧頂指針，OSTaskcreate()或OSTaskCreateExt()將他保存到OS TCB中去。

OSTaskStklnit()的程序清單如下：

OS STK*OSTaskStklnit(void(*task)(void*pd)，void*

ppdata，OS STK *ptos，INTl 6U opt)reentrant

3.3 OS_CPU_A.ASM中相關函數(shù)的編寫

在OS CPU A.ASM中要寫幾個匯編語言的程序。這幾個匯編程序包括OSStARtHIghRdy()，OSTIckISR()，OSCtxSw()和OSIntCtxSw()。限于篇幅，筆者在這里只給出了OaNtARtHIghRdy()和OSTIckISR()的程序代碼。

這里先介紹4個宏：PUSHALL，POPALL，SAVESTFACK和RESTORESACK。PUSHALL的作用是把當前所有寄存器的內容以保存到系統(tǒng)棧中;POPALL的作用是在任務切換之前從系統(tǒng)堆?；謴退械募拇嫫髦械膬热?SAVESTACK的作用把系統(tǒng)棧的內容保存到任務棧(片外RAM);RESTORESTACK的作用把任務棧的內容復制到系統(tǒng)棧(片內)。在本設計中，由于AT89S52單片機的片內RAM有限，所以把任務棧設計在了片外。

OSStARtHIghRdy()的作用是使處于就緒狀態(tài)的任務開始運行。在這個函數(shù)中調用鉤子函數(shù)OSTaskSwHook()，這個函數(shù)可以讓用戶擴展系統(tǒng)的功能。然后獲得優(yōu)先級最高的任務的指針，根據(jù)這個指針從要開始運行任務的任務堆棧中恢復所有寄存器，恢復完后執(zhí)行1次中斷返回(AT89S52單片機沒有直接改變PC的指令)，程序就開始運行就緒狀態(tài)任務了。OSStARtHIghRdy()的程序清單如下：

OSTIcKISR()μC/OS-Ⅱ中的時鐘節(jié)拍中斷服務程序。μC/OS-Ⅱ需要用戶提供周期性信號源，用于實現(xiàn)時間延時和確認超時。μC/OS-Ⅱ中的時鐘節(jié)拍服務是通過在中斷服務子程序OSTIcklSR()中調用OSTimeTick()來實現(xiàn)的。OSTIcklSR()的程序清單如下：

OSCtxSw()用在任務級的切換場合。當需要從低優(yōu)先級的任務切換到高優(yōu)先級的任務時或當前任務自動放棄CPU時，先保存處理器的內容到當前任務的任務堆棧。再調用鉤子函數(shù)OSTaskSwHook。然后從要開始任務的任務堆棧里恢復所有寄存器和PC的值，最后執(zhí)行中斷返回指令開始運行新的任務。[!--empirenews.page--]

OSIntCtxSw()用于中斷級的任務切換。在μC/OS-Ⅱ中，中斷發(fā)生后，有時會激活優(yōu)先級比被中斷的任務更高的任務，此時就需要任務切換，將調用OSIntCtxSw()。OSIntCtxSw()是在OSIntExit()中被調用的。

4 結 語

在移植過程中有幾個地方必須注意：由于AT89852單片機的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量有限，所以必須擴展片外ROM和RAM，必須把系統(tǒng)和用戶程序對ROM和RAM的需求量都考慮在內，并留有一定的余量。為了更好地利用系統(tǒng)功能，還必須對OS CFG.H中的常量進行相關的設置。隨著嵌入式技術的不斷發(fā)展，相信μC/OS-Ⅱ將有更加廣泛的應用。