本书基于野火STM32全系列开发板介绍uC/OS-III内核实现与应用开发，全书分为两部分，第一部分先教你如何从0到1把uC/OS-III内核写出来，从底层的汇编开始讲解任务如何定义、如何切换，还讲解了阻塞延时如何实现、如何支持多优先级、如何实现任务延时列表以及时间片等uC/OS的核心知识点；第二部分讲解uC/OS-III内核组件的应用以及使用uC/OS-III进行多任务编程。

前言

引言

第一部分　从0到1教你写

C/OS内核

第1章　新建工程—软件仿真 2

1.1　新建本地工程文件夹 2

1.2　使用KEIL新建工程 2

1.2.1　New Project 2

1.2.2　Select Device For Target 3

1.2.3　Manage Run-Time Environment 3

1.3　在KEIL工程中新建文件组 4

1.4　在KEIL工程中添加文件 4

1.5　调试配置 6

1.5.1　设置软件仿真 6

1.5.2　修改时钟大小 6

1.5.3　添加头文件路径 7

第2章　裸机系统与多任务系统 8

2.1　裸机系统 8

2.1.1　轮询系统 8

2.1.2　前后台系统 9

2.2　多任务系统 10

第3章　任务的定义与任务切换 13

3.1　多任务系统中任务的概念 14

3.2　创建任务 15

3.2.1　定义任务栈 15

3.2.2　定义任务函数 16

3.2.3　定义任务控制块 17

3.2.4　实现任务创建函数 18

3.3　操作系统初始化 22

3.4　启动系统 24

3.5　任务切换 27

3.6　main()函数 33

3.7　实验现象 37

第4章　任务时间片运行 39

4.1　SysTick简介 39

4.2　初始化SysTick 40

4.3　编写SysTick中断服务函数 41

4.4　main()函数 42

4.5　实验现象 44

第5章　空闲任务与阻塞延时 45

5.1　实现空闲任务 45

5.1.1　定义空闲任务栈 45

5.1.2　定义空闲任务的任务控制块 46

5.1.3　定义空闲任务函数 47

5.1.4 空闲任务初始化 47

5.2　实现阻塞延时 48

5.3　main()函数 50

5.4　实验现象 52

第6章　时间戳 53

6.1　时间戳简介 53

6.2　时间戳的实现 53

6.3　时间戳代码 54

6.3.1　CPU_Init()函数 54

6.3.2　CPU_TS_Init()函数 55

6.3.3　CPU_TS_TmrInit()函数 56

6.3.4　BSP_CPU_ClkFreq()函数 57

6.3.5　CPU_TS_TmrFreqSet()函数 58

6.3.6　CPU_TS_TmrRd()函数 58

6.3.7　OS_TS_GET()函数 59

6.4　main()函数 59

6.5　实验现象 61

第7章　临界段 62

7.1　临界段简介 62

7.2　Cortex-M内核快速关中断指令 62

7.3　关中断 63

7.4　开中断 63

7.5　临界段代码的应用 64

7.6　测量关中断时间 68

7.6.1　测量关中断时间初始化 68

7.6.2　测量最大关中断时间 69

7.6.3　获取最大关中断时间 70

7.7　main()函数 71

7.8　实验现象 71

第8章　就绪列表 72

8.1　优先级表的定义及函数 72

8.2　就绪列表的定义及函数 80

8.3　main()函数 88

8.4　实验现象 88

第9章　多优先级 89

9.1　定义优先级相关全局变量 89

9.2　修改OSInit()函数 89

9.3　修改任务控制块 90

9.4　修改OSTaskCreate()函数 90

9.5　修改OS_IdleTaskInit()函数 92

9.6　修改OSStart()函数 93

9.7　修改PendSV_Handler()函数 93

9.8　修改OSTimeDly()函数 94

9.9　修改OSSched()函数 95

9.10　修改OSTimeTick()函数 97

9.11　main()函数 98

9.12　实验现象 101

第10章　时基列表 103

10.1　实现时基列表 103

10.1.1　定义时基列表变量 103

10.1.2　修改任务控制块 104

10.1.3　实现时基列表相关函数 106

10.2　修改OSTimeDly()函数 113

10.3　修改OSTimeTick()函数 114

10.4　main()函数 114

10.5　实验现象 114

第11章　时间片 115

11.1　实现时间片 115

11.1.1　修改任务控制块 115

11.1.2　实现时间片调度函数 116

11.2　修改OSTimeTick()函数 118

11.3　修改OSTaskCreate()函数 118

11.4　修改OS_IdleTaskInit()函数 120

11.5　main()函数 120

11.6　实验现象 122

第12章　任务的挂起和恢复 124

12.1　实现任务的挂起和恢复 124

12.1.1　定义任务的状态 124

12.1.2　修改任务控制块 125

12.1.3　编写任务挂起和恢复函数 126

12.2　main()函数 131

12.3　实验现象 133

第13章　任务的删除 134

13.1　实现任务删除 134

13.2　main()函数 136

13.3　实验现象 136

第二部分　C/OS-III内核

应用开发

第14章　移植C/OS-III到STM32 138

14.1　获取STM32的裸机工程模板 138

14.2　下载C/OS-III源码 138

14.3　C/OS-III源码文件介绍 141

14.3.1　EvalBoards 141

14.3.2　C-CPU 141

14.3.3　C-LIB 143

14.3.4　C/OS-III 143

14.4　移植到STM32工程 145

14.4.1　在工程中添加文件分组 145

14.4.2　添加文件到对应分组 145

14.4.3　添加头文件路径到工程中 146

14.4.4　具体的工程文件修改 147

14.4.5　修改源码中的bsp.c与bsp.h文件 149

14.5　按需配置最适合的工程 151

14.5.1　os_cfg.h 151

14.5.2　cpu_cfg.h 153

14.5.3　os_cfg_app.h 154

14.6　修改app.c 155

14.7　下载验证 157

第15章　创建任务 158

15.1　硬件初始化 158

15.2　创建单任务 160

15.2.1　定义任务栈 160

15.2.2　定义任务控制块 160

15.2.3　定义任务主体函数 160

15.2.4　创建任务 161

15.2.5　启动任务 163

15.2.6　app.c 163

15.3　下载验证单任务 166

15.4　创建多任务 166

15.5　下载验证多任务 171

第16章　C/OS-III的启动流程 172

16.1　“万事俱备，只欠东风”法 172

16.2　“小心翼翼，十分谨慎”法 173

16.3　两种方法的适用情况 175

16.4　系统的启动 175

16.4.1　系统初始化 175

16.4.2　CPU初始化 179

16.4.3　SysTick初始化 182

16.4.4　内存初始化 183

16.4.5　OSStart()函数 183

16.4.6　app.c 184

第17章　任务管理 187

17.1　任务的基本概念 187

17.2　任务调度器的基本概念 188

17.3　任务状态迁移 188

17.4　C/OS的任务状态 190

17.5　常用的任务函数 190

17.5.1　任务挂起函数OS_TaskSuspend() 191

17.5.2　任务恢复函数 OSTaskResume() 194

17.5.3　任务删除函数OSTaskDel() 198

17.5.4　任务延时函数 201

17.6　任务的设计要点 212

17.7　任务管理实验 213

17.8　实验现象 222

第18章　消息队列 223

18.1　消息队列的基本概念 223

18.2　消息队列的工作过程 224

18.2.1　消息池初始化 224

18.2.2　消息队列的运作机制 226

18.3　消息队列的阻塞机制 227

18.4　消息队列的应用场景 227

18.5　消息队列的结构 228

18.6　消息队列常用函数 230

18.6.1　消息队列创建函数OSQCreate() 230

18.6.2　消息队列删除函数OSQDel() 233

18.6.3　消息队列发送函数OSQPost() 239

18.6.4　消息队列获取函数OSQPend() 249

18.7　使用消息队列的注意事项 256

18.8　消息队列实验 257

18.9　实验现象 263

第19章　信号量 264

19.1　信号量的基本概念 264

19.1.1　二值信号量 264

19.1.2　计数信号量 265

19.2　信号量的应用场景 265

19.3　二值信号量的运作机制 266

19.4　计数信号量的运作机制 267

19.5　信号量控制块 267

19.6　信号量函数 268

19.6.1　信号量创建函数　OSSemCreate() 268

19.6.2　信号量删除函数OSSemDel() 271

19.6.3　信号量释放函数OSSemPost() 275

19.6.4　信号量获取函数OSSemPend() 280

19.7　使用信号量的注意事项 285

19.8　信号量实验 286

19.8.1　二值信号量同步实验 286

19.8.2　计数信号量实验 292

19.9　实验现象 298

19.9.1　二值信号量同步实验现象 298

19.9.2　计数信号量实验现象 299

第20章　互斥量 300

20.1　互斥量的基本概念 300

20.2　互斥量的优先级继承机制 300

20.3　互斥量的应用场景 303

20.4　互斥量的运作机制 303

20.5　互斥量控制块 304

20.6　互斥量函数 306

20.6.1　创建互斥量函数OSMutexCreate() 306

20.6.2　删除互斥量函数OSMutexDel() 308

20.6.3　获取互斥量函数OSMutexPend() 314

20.6.4　释放互斥量函数OSMutexPost() 320

20.7　互斥量相关实验 324

20.7.1　模拟优先级翻转实验 324

20.7.2　互斥量实验 330

20.8　实验现象 336

20.8.1　模拟优先级翻转实验现象 336

20.8.2　互斥量实验现象 336

第21章　事件 338

21.1　事件的基本概念 338

21.2　事件的应用场景 339

21.3　事件的运作机制 339

21.4　事件控制块 341

21.5　事件函数 342

21.5.1　事件创建函数OSFlagCreate() 342

21.5.2　事件删除函数OSFlagDel() 344

21.5.3　事件设置函数OSFlagPost() 348

21.5.4　事件等待函数OSFlagPend() 355

21.6　事件实验 366

21.7　实验现象 371

第22章　软件定时器 372

22.1　软件定时器的基本概念 372

22.2　软件定时器的应用场景 374

22.3　软件定时器的精度 374

22.4　软件定时器控制块 375

22.5　软件定时器函数 376

22.5.1　软件定时器创建函数　OSTmrCreate() 376

22.5.2　软件定时器启动函数OSTmrStart() 379

22.5.3　软件定时器列表管理 384

22.5.4　软件定时器停止函数OSTmrStop() 387

22.5.5　软件定时器删除函数OSTmrDel() 391

22.6　软件定时器任务 393

22.7　软件定时器实验 398

22.8　实验现象 403

第23章　任务信号量 405

23.1　任务信号量的基本概念 405

23.2　任务信号量函数 406

23.2.1　任务信号量释放函数OSTaskSemPost() 406

23.2.2　任务信号量获取函数OSTaskSemPend() 410

23.3　任务信号量实验 414

23.3.1　任务信号量代替二值信号量实验 414

23.3.2　任务信号量代替计数信号量实验 419

23.4　实验现象 424

23.4.1　任务信号量代替二值信号量实验现象 424

23.4.2　任务信号量代替计数信号量实验现象 425

第24章　任务消息队列 426

24.1　任务消息队列的基本概念 426

24.2　任务消息队列函数 427

24.2.1　任务消息队列发送函数OSTaskQPost() 427

24.2.2　任务消息队列获取函数OSTaskQPend() 431

24.3　任务消息队列实验 435

24.4　实验现象 439

第25章　内存管理 440

25.1　内存管理的基本概念 440

25.2　内存管理的运作机制 441

25.3　内存管理的应用场景 443

25.4　内存管理函数 443

25.4.1　内存池创建函数OSMemCreate() 443

25.4.2　内存申请函数OSMemGet() 447

25.4.3　内存释放函数OSMemPut() 449

25.5　内存管理实验 451

25.6　实验现象 456

第26章　中断管理 457

26.1　异常与中断的基本概念 457

26.1.1　与中断相关的硬件 458

26.1.2　与中断相关的术语 458

26.2　中断的运作机制 459

26.3　中断延迟的概念 460

26.4　中断的应用场景 461

26.5　ARM Cortex-M的中断管理 461

26.6　中断延迟发布 463

26.6.1　中断延迟发布的概念 463

26.6.2　中断队列控制块 465

26.6.3　中断延迟发布任务初始化函数OS_IntQTaskInit() 466

26.6.4　中断延迟发布过程函数OS_IntQPost() 468

26.6.5　中断延迟发布任务函数OS_IntQTask() 471

26.7　中断管理实验 475

26.8　实验现象 481

第27章　CPU利用率及栈检测统计 482

27.1　CPU利用率的基本概念及作用 482

27.2　CPU利用率统计初始化 483

27.3　栈溢出检测概念及作用 485

27.4　栈溢出检测过程 487

27.5　统计任务函数OS_StatTask() 487

27.6　栈检测函数OSTaskStkChk() 493

27.7　任务栈大小的确定 496

27.8　CPU利用率及栈检测统计实验 496

27.9　实验现象 502

附录 503