嵌入式RTOS编程

学习嵌入式实时操作系统（RTOS）,以uc/OS为例，将其移植到stm32F103上，构建至少3个任务（task）:其中两个task分别以1s和3s周期对LED灯进行点亮-熄灭的控制；另外一个task以2s周期通过串口发送“hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！”。记录详细的移植过程。

二、了解嵌入式实时操作系统

嵌入式实时操作系统是一个特殊的程序，是一个支持多任务的运行环境。嵌入式实时操作系统最大的特点就是“实时性”，如果有一个任务需要执行，实时操作系统会立即执行该任务，不会有较长的延时。典型的实时操作系统有uCOS ，RT-Thread，FreeRTOS ，VxWorks，WinCE等。

嵌入式实时操作系统是一个特殊的程序(通常称为内核)，它可以创建，销毁，控制所有任务。嵌入式实时操作系统除了包含一个内核以外，还提供其他服务，如文件系统，协议栈，图形用户界面等。本文的重点在于了解嵌入式实时操作系统内核的工作原理和结构，因此文中提到的实时操作系统通常指的是操作系统内核。实时操作系统内核通常要占用5%左右的CPU运行时间，另外内核是一个软件代码，需要额外占用ROM空间和RAM空间。

实时性

实时性可以定义为：触发条件产生后系统的反应能力。通俗的描述就是“天下武功唯快不破”，能达到所需要的“快”就是实时,在不同的场合需要达到us级、ns级。实时系统不仅仅只表现在“快”上，更主要的是实时系统需要对触发事件在限定时间内做出反应，这个限定时间是根据实际需要来定，例如自动驾驶控制系统的规定时间要求很短，需要在极短时间内做出动作；一些农业温度控制系统的规定时间要求比较长，需要温度控制平滑稳定。

响应时间

实时性越强，其响应时间越短。响应时间是指系统识别到一个事件到开始做出响应的时间。举一个简单的例子：一个工控设备有一个急停按键开关，用户希望按下急停开关的时候系统立即将停止所有的动作，假设用户在第1.001秒时按下了急停开关，软件系统在第1.011秒时执行了停止指令，工控设备相应的机械部件在1.211秒停止动作，此时软件系统响应时间为0.01秒，设备系统响应时间为0.21秒，设备系统的响应时间和软件系统的响应时间有一定区别，通常情况下设备系统的响应时间>软件系统的响应时间。本文中提到的响应时间指的是软件系统的响应时间。

实时操作系统组成

实时操作系由以下3个子系统组成（以uCOS和FreeRTOS为参考对象）：
1、任务调度子系统
2、任务通信子系统
3、内存管理子系统

三、使用CubeMX建立STM32F103C8T6HAL库

创建新工程

配置环境

RCC

将hse设置为晶振

SYS

端口配置

设置PC13为GPIO_Output用于点亮LED灯

串口配置

USAR1

Clock Configuration

Generate Code

如图设置，生成工程文件

修改工程代码

找到生成的工程文件，使用keli打开

找到main.c，在主程序的while循环中添加如下代码

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(500);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
  HAL_Delay(500);

四、移植uC/OS-III

准备工作

从ucoslll官网中下载源码
http://micrium.com/downloadcenter/

下载完成后自行新建文件夹uC-BSP和uC-CONFIG

为uC-BSP文件夹新建bsp.c和bsp.h文件

将uCOS相关文件复制到HAL工程的MDK-ARM文件夹下

移植工作

新建文件夹如下

为CPU添加文件

为LIB添加文件

为PORT添加文件

为SOURCE添加文件

为CONFIG添加文件

为BSP添加文件

导入文件路径

修改代码

bsp.h

// b

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