uC/OS-III 创建第一个任务（For STM32）

日期：2024-3-30 23:55，结尾总结了今天学习的一些小收获

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源码项目工程

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1. 首先定义错误码变量

// 用于使用uC/OS函数时返回错误码
OS_ERR err;  

2. 定义任务控制块

// 定义任务控制块，用于描述一个任务
OS_TCB p_tcb;

3. 初始化OS，如果有错误则通过 err 判断

// 初始化 uC/OS-III 中的内部变量和数据结构
OSInit(&err);

• OSInit() 会初始化 uC/OS-III 的内部变量和数据结构，并创建2~5个系统任务。例如至少会创建空闲任务（OS_IdleTask）和时钟节拍任务

• 空闲任务主要在其他任务不运行的时候运行，空闲任务优先级最低，默认为63（uC/OS的优先级规则是数字越小优先级越高，默认0~63）

• 还可能创建统计任务（OS_StackTask()）、定时任务（OS_TmrTask()）、中断处理队列管理任务（OS_IntQTask()）

• OSInit() 函数注释

/*注释者：晨少日期：2024年3月29日地点：宿舍
*/void  OSInit (OS_ERR  *p_err)
{
#if (OS_CFG_ISR_STK_SIZE > 0u)CPU_STK      *p_stk;   // CPU_STK：     unsigned int 的宏定义CPU_STK_SIZE  size;    // CPU_STK_SIZE：unsigned int 的宏定义
#endif#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL   // 系统是否需要符合安全关键（Safety Critical）的需求，在航天、医疗、核电等领域需要用到// 开启安全关键后，会自动检查栈溢出、检查系统各个地方是否有出现错误的可能if (p_err == (OS_ERR *)0) {OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();return;}
#endif// 在系统初始化时可插入一些自定义操作OSInitHook();                                               /* Call port specific initialization code */// 清除中断嵌套计数器OSIntNestingCtr       =           0u;                       /* Clear the interrupt nesting counter */// 初始化系统运行状态，当前未启动多任务OSRunning             =  OS_STATE_OS_STOPPED;               /* Indicate that multitasking has not started           */// 清除锁嵌套计数OSSchedLockNestingCtr =           0u;                       /* Clear the scheduling lock counter*/// 初始化两个指针，一个是指向当前正在运行的TCB的指针，一个是指向当前最高优先级的TCB的指针OSTCBCurPtr           = (OS_TCB *)0;                        /* Initialize OS_TCB pointers to a known state          */OSTCBHighRdyPtr       = (OS_TCB *)0;// 初始化当前运行任务的优先级 & 最高优先级任务的优先级OSPrioCur             =           0u;                    /* Initialize priority variables to a known state       */OSPrioHighRdy         =           0u;#if (OS_CFG_SCHED_LOCK_TIME_MEAS_EN > 0u)OSSchedLockTimeBegin  =           0u;OSSchedLockTimeMax    =           0u;OSSchedLockTimeMaxCur =           0u;
#endif#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508OSSafetyCriticalStartFlag = OS_FALSE;
#endif#if (OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u)// 禁用/启动循环调度OSSchedRoundRobinEn             = OS_FALSE;// OSCfg_TickRate_Hz默认值1000u，即1s有1000个节拍，一个节拍是1ms// 那么时间片轮转时长就是 1000u/10u = 100u ，即100msOSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta = OSCfg_TickRate_Hz / 10u;  
#endif#if (OS_CFG_ISR_STK_SIZE > 0u)// 清除异常堆栈，进行堆栈检查// 将p_stk设为ISR栈的基地址p_stk = OSCfg_ISRStkBasePtr;                             /* Clear exception stack for stack checking. */// 如果p_stk为空，说明没有分配ISR栈空间；// 反之如果不为空，说明分配了ISR栈空间，则需要对ISR栈空间清零初始化if (p_stk != (CPU_STK *)0) {size  = OSCfg_ISRStkSize;while (size > 0u) {size--;*p_stk = 0u;p_stk++;}}// 检查任务堆栈溢出功能// 根据栈的生长方向，将栈底的8个字节初始化为特定值0x5432DCBAABCD2345UL// 该区域叫做红区，通过判断红区数据是否被修改，来判断栈是否溢出
#if (OS_CFG_TASK_STK_REDZONE_EN > 0u)                           /* Initialize Redzoned ISR stack */OS_TaskStkRedzoneInit(OSCfg_ISRStkBasePtr, OSCfg_ISRStkSize);
#endif
#endif......// 初始化优先级位表，将空闲任务插入到优先级列表中OS_PrioInit();                                              /* Initialize the priority bitmap table */// 初始化就绪优先级链表，链表结构体见 OS_RDY_LISTOS_RdyListInit();                                           /* Initialize the Ready List  */......// 系统配置初始化，例如空闲任务、中断ISR、消息队列等OSCfg_Init();// 系统初始化完成OSInitialized = OS_TRUE;                                    /* Kernel is initialized  */
}

4. 使用 OSTaskCreate 创建第一个任务，使用 OSStart 开始运行系统

.../* 定义栈区域 */
#define		TASK_START_STK_SIZE		100    // 栈深度，单位4字节，最小 64 * 4字节
CPU_STK  MyTask1_StartStk[TASK_START_STK_SIZE];/* 任务函数 */
void MyTask1(void *p_arg);    int main(void)
{......// 创建第一个uC/OS任务OSTaskCreate ((OS_TCB      *)&p_tcb,         	// 任务控制块地址(CPU_CHAR     *)"MyTask1", 			// 任务名(OS_TASK_PTR  )MyTask1,				// 任务函数地址(void        *)0,								// 参数(OS_PRIO      )3,								// 任务优先级(CPU_STK     *)&MyTask1_StartStk[0],   // 任务栈空间基地址(CPU_STK_SIZE )TASK_START_STK_SIZE/10, // 代表栈溢出警告之前栈内应该剩余的空间，即栈极限深度(CPU_STK_SIZE )TASK_START_STK_SIZE,    // 任务栈深度，单位4字节(OS_MSG_QTY   )0,(OS_TICK      )0,(void        *)0,// 任务可选项，创建任务时清空栈空间，运行时检查任务栈的使用情况(OS_OPT       )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),(OS_ERR      *)&err);// 启动OSOSStart(&err);
}

5. 第一个任务，先使用不精确的演示来做

//微秒级的延时
void delay_us(uint32_t delay_us)
{    volatile unsigned int num;volatile unsigned int t;for (num = 0; num < delay_us; num++){t = 11;while (t != 0){t--;}}
}
//毫秒级的延时
void delay_ms(uint16_t delay_ms)
{    volatile unsigned int num;for (num = 0; num < delay_ms; num++){delay_us(1000);}
}/*uC/OS 任务
*/
char flag1 = 0;   // 需要定义成全局变量才能添加到仿真中的逻辑分析仪
void MyTask1(void *p_arg)
{while(1){flag1 = 0;delay_ms(200);flag1 = 1;delay_ms(200);}
}

6. 使用仿真，使用逻辑分析仪来看变量的变化

需要先改几个地方

（1）设置频率为8MHz

 （2）勾选仿真

​ （3）将原本的DCM.DLL改成 DARMSTM.DLL ，Parameter 修改为自己的板子型号，例如 -pSTM32F103C8

​ （4）将 flag1 变量添加到逻辑分析仪中

​ （5）一键运行，观察逻辑分析仪

可以观察到 flag1 变量的变化，由于延时不是很精确，可以看到跳变周期为约为 0.3925s

​ （6）将flag1改为LED闪烁功能

void MyTask1(void *p_arg)
{while(1){LED(ON);delay_ms(200);LED(OFF);delay_ms(200);}
}

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PS：

收获1：局部变量和 static 类型的变量不能添加到仿真中的逻辑分析仪

收获2：UCOS-III 的任务栈有最小显示，单位不是字，而是4个字节

// 在 os_cfg.h 中// 最小任务栈大小（单位4字节）
#define OS_CFG_STK_SIZE_MIN                       64u           /* Minimum allowable task stack size   

收获3：了解到任务栈的深度标记，代表栈溢出警告之前栈内应该剩余的空间，即栈极限深度，在本例中,当剩余栈空间小于任务栈空间的10%时,就达到了栈极限深度。