实验一 UCOS-II编译环境的建立和移植.doc

班 级 学号 姓 名 同组人 实验日期 室温 大气压 成 绩 实验一 UCOS-II编译环境的建立和移植一、实验目的 1、掌握Keil的安装，并在keil中建立UCOS-II开发的模板，为以后的开发建立基础； 2、掌握UCOS-II在ARM平台下移植； 3、了解UCOS-II源码的结构。 二、实验步骤 1、Keil的安装和建立开发模板 1）在MDK的安装文件夹，点击MDK5.0图标，安装MDK5.0； 2）点击之后出现界面，选择Next； 3）选择”I AgreeLicence agreement”同意协议；4）选择安装目录，这里用户自行选择安装的目录后，点击Next即可； 5）随便输入邮箱之类的信息即可，点击Next开始安装； 6）按图配置，然后点击Finish,左面会出现keil快捷图标；7）出现Pack Install 主要是安装一些应用例子和代码； . 8）需要进行注册，File-License Management，弹出一个License Management；9）根据MDK的CID，生成License Key，然后再将这个License Key添加到MDK里面New License ID Code(LIC)对话框中去注册； 2、建立无UCOS-II的STM32的工程模板 1）首先，打开MDK（以下将RVMDK简称为MDK）软件。然后点击Project-New uVision Project；新建一个文件夹TEST，然后把工程名字设为test.点击保存。弹出选择器件的对话框，因为ALIENTEK战舰STM32开发板所使用的STM32型号为STM32F103ZET6，所以在这里我们选择STMicroelectronics下面的STM32F103ZET6（如果使用的是其他系列的芯片，选择相应的型号就可以了）。 点击OK，MDK会弹出一个对话框，问你是否加载启动代码到当前工程下面，这里我们选择否。 没有选择加载默认的启动代码，先介绍一下启动代码：启动代码是一段和硬件相关的汇编代码。是必不可少的！这代码主要作用如下：1、堆栈（SP）的初始化；2、初始化程序计数器（PC）；3、设置向量表异常事件的入口地址；4、调用main函数。因为芯片是STM32F103ZET6，如果用默认的启动文件（STM32F10x.s），因为有些中断入口函数在这个文件里面并没有定义，会影响使用。不过，选择ST公式提供的startup_stm32f10x_hd.s作为我们的启动文件。 出错和警告信息在下面的Output Windows对话框中提示出来了。因为工程中没有main函数，所以报错了，需要添加Main函数，打开文件夹，看到文件夹下面多了很多文件，但是其中真正有用的文件就两个：startup_stm32f10x_hd.s和test.uv2。所以，在TEST目录下新建两个新的文件夹：USER和OBJ，USER用来存放启动文件（startup_stm32f10x_hd.s）、工程文件（test.uv2）等不可缺少的文件，而OBJ则用来存放这些编译过程中产生的过程文件(包括.hex文件也将存放在这个文件夹里面)。然后把这些东西全部移到相应的文件夹下。 由于上面我们还没有任何代码在工程里面，这里我们把系统代码COPY过来（在SYSTEM文件夹下，此SYSTEM文件夹不是XP的文件夹，是由ALIENTEK提供，可以在光盘任何一个实例的目录下找到。这些代码在任何STM32F103的芯片上都是通用的，可以用于快速构建自己的工程，后面会有详细介绍） 然后在USER文件夹下面找到test.Uv2，打开它.然后在Target目录树上点击右键-Manage Components。在上面对话框的中间栏，点新建（用红圈标出）按钮（也可以通过双击下面的空白处实现），新建USER和SYSTEM两个组。然后点击Add Files按钮，把sys.c、usart.c、delay.c加入到SYSTEM组中。注意：此时USER组下还是没有任何文件。点击OK，退出该界面返回IDE。在Target树下发现多了2个组名，就是刚刚新建的2个组。接着，新建一个test.c文件，并保存在USER目录下。然后双击USER组，会弹出加载文件的对话框，此时我们在USER目录下选择test.c文件，加入到USER组下。在test.c文件里面输入如下代码：#include sys.h #include usart.h #include delay.h int main(void) u8 t=0; Stm32_Clock_Init(9); /72M delay_init(72); /延时初始化 uart_init(72,9600); /设置串口1波特率 while(1) printf(t:%dn,t); delay_ms(500); t+; 此时编译，生成的过程文件，还是会存放在USER文件夹下，所以，先设置输出路径，再编译。点击（Options for Target按钮），弹出Options for TargetTarget 1对话框，选择Output选项卡选中Create Hex File（用于生成Hex文件，后面会用到）点击Select Folder for Objects找到OBJ文件夹点击OK。接着，再设置Listings文件路径，打开Listing选项卡点击Select Folder for Listings找到OBJ文件夹点击OK。 最后点击OK，回到IDE主界面。接下来我们编译刚刚写的代码，点击（部分编译按钮）编译一下，会在Output Windows信息栏中发现如下报错信息：test.c(1)：error：#5：cannot open source input file sys.h：No such file or directory。 test.c的01行出现了一个浅绿色的小箭头，说明错误是这个地方产生的。双击后浅绿色箭头出现位置其实通过下面错误的说明，错误的原因了：就是include的路径没有加进去的缘故，而导致了这个错误。现在再次点击（Options for Target按钮），弹出Options for TargetTarget 1对话框，选择C/C+选项卡。在Include Paths处，点击按钮。在弹出的对话框中加入SYSTEM文件夹下的3个文件夹字，把这几个路径都加进去（此操作即加入编译器的头文件包含路径，后面会经常用到）。点击OK确认，回到IDE，此时再点击按钮，再编译一次，发现没错误了。因为之前选择了生成Hex文件，所以在编译的时候，MDK会自动生成Hex文件，这个文件在OBJ文件夹里面，串口下载的时候，就是下载这个文件到STM32里面的，这个在后面的程序下载一节会介绍。 编译后，可能会出现一个警告：warning：#1-D last line of file ends without a newline。这个警告是在某个C文件的最后，没有输入新行，只需要双击这个警告，跳转到警告处，然后在后面输入多一个空行就好了。 至此，一个完整的STM32开发工程在MDK下建立了。接下来就可以进行代码下载和仿真调试了。 3、建立带有UCOS-II的工程模板 在前面工程的基础上修改，在该工程源码下面加入UCOSII文件夹，存放UCOSII源码（已经将UCOSII源码分为三个文件夹：CORE、PORT和CONFIG）。打开工程，新建UCOSII-CORE、UCOSII-PORT和UCOSII-CONFIG三个分组，分别添加UCOSII三个文件夹下的源码，并将这三个文件夹加入头文件包含路径，最后得到工程。UCOSII-CORE分组下面是UCOSII的核心源码，不需要做任何变动。 UCOSII-PORT分组下面是移植UCOSII要修改的3个代码，这个在移植的时候完成。 UCOSII-CONFIG分组下面是UCOSII的配置部分，主要由用户根据自己的需要对UCOSII进行裁剪或其他设置。 4、移植文件的编写 在模板中，需要针对STM32平台，需要做一些代码的移植。参考代码如下面所示 1）需要修改的移植文件OS_CPU.H /* (C) COPYLEFT 2010 Leafgrass * * File Name : os_cpu_c.c * Author : Librae * Date : 06/10/2010 * Description : COS-II在STM32上的移植代码C语言部分， * 包括任务堆栈初始化代码和钩子函数等 */ #ifndef _OS_CPU_H_ #define _OS_CPU_H_ #ifdef OS_CPU_GLOBALS #define OS_CPU_EXT #else #define OS_CPU_EXT extern #endif /* 定义与编译器无关的数据类型*/ typedef unsigned char BOOLEAN; typedef unsigned char INT8U; /* Unsigned 8 bit quantity */ typedef signed char INT8S; /* Signed 8 bit quantity */ typedef unsigned short INT16U; /* Unsigned 16 bit quantity */ typedef signed short INT16S; /* Signed 16 bit quantity */ typedef unsigned int INT32U; /* Unsigned 32 bit quantity */ typedef signed int INT32S; /* Signed 32 bit quantity */ typedef float FP32; /* Single precision floating point*/ typedef double FP64; /* Double precision floating point*/ /STM32是32位位宽的,这里OS_STK和OS_CPU_SR都应该为32位数据类型 typedef unsigned int OS_STK; /* Each stack entry is 32-bit wide*/ typedef unsigned int OS_CPU_SR; /* Define size of CPU status register*/ /* * Cortex M3 * Critical Section Management */ /* * ARM Miscellaneous */ /定义栈的增长方向. /CM3中,栈是由高地址向低地址增长的,所以OS_STK_GROWTH设置为1 #define OS_STK_GROWTH 1 /* Stack grows from HIGH to LOW memory on ARM */ /任务切换宏,由汇编实现. #define OS_TASK_SW() OSCtxSw() /* * PROTOTYPES * (see OS_CPU_A.ASM) */ /OS_CRITICAL_METHOD = 1 :直接使用处理器的开关中断指令来实现宏 /OS_CRITICAL_METHOD = 2 :利用堆栈保存和恢复CPU的状态 /OS_CRITICAL_METHOD = 3 :利用编译器扩展功能获得程序状态字，保存在局部变量cpu_sr #define OS_CRITICAL_METHOD 3 /进入临界段的方法 #if OS_CRITICAL_METHOD = 3 #define OS_ENTER_CRITICAL() cpu_sr = OS_CPU_SR_Save(); #define OS_EXIT_CRITICAL() OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr); #endif void OSCtxSw(void); void OSIntCtxSw(void); void OSStartHighRdy(void); void OSPendSV(void); #if OS_CRITICAL_METHOD = 3u /* See OS_CPU_A.ASM */ OS_CPU_SR OS_CPU_SR_Save(void); void OS_CPU_SR_Restore(OS_CPU_SR cpu_sr); #endif OS_CPU_EXT INT32U OSInterrputSum; #endif /* (C) COPYLEFT 2010 Leafgrass */ 2 OS_CPU_C.C #define OS_CPU_GLOBALS #include includes.h /* * #if OS_TMR_EN 0 static INT16U OSTmrCtr; #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 & OS_VERSION 203 void OSInitHookBegin (void) #if OS_TMR_EN 0 OSTmrCtr = 0; #endif #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 & OS_VERSION 203 void OSInitHookEnd (void) #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 void OSTaskCreateHook (OS_TCB *ptcb) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TaskCreateHook(ptcb); #else (void)ptcb; /* Prevent compiler warning */ #endif #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 void OSTaskDelHook (OS_TCB *ptcb) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TaskDelHook(ptcb); #else (void)ptcb; /* Prevent compiler warning */ #endif #endif /* #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 & OS_VERSION = 251 void OSTaskIdleHook (void) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TaskIdleHook(); #endif #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 void OSTaskStatHook (void) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TaskStatHook(); #endif #endif OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *p_arg), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt) OS_STK *stk; (void)opt; /* opt is not used, prevent warning */ stk = ptos; /* Load stack pointer *(stk) = (INT32U)0x01000000L; /* xPSR */ *(-stk) = (INT32U)task; /* Entry Point */ *(-stk) = (INT32U)0xFFFFFFFEL; /* R14 (LR) (init value will cause fault if ever used)*/ *(-stk) = (INT32U)0x12121212L; /* R12 */ *(-stk) = (INT32U)0x03030303L; /* R3 */ *(-stk) = (INT32U)0x02020202L; /* R2 */ *(-stk) = (INT32U)0x01010101L; /* R1 */ *(-stk) = (INT32U)p_arg; /* R0 : argument*/ *(-stk) = (INT32U)0x11111111L; /* R11 */ *(-stk) = (INT32U)0x10101010L; /* R10 */ *(-stk) = (INT32U)0x09090909L; /* R9 */ *(-stk) = (INT32U)0x08080808L; /* R8 */ *(-stk) = (INT32U)0x07070707L; /* R7 */ *(-stk) = (INT32U)0x06060606L; /* R6 */ *(-stk) = (INT32U)0x05050505L; /* R5 */ *(-stk) = (INT32U)0x04040404L; /* R4 */ return (stk); #if (OS_CPU_HOOKS_EN 0) & (OS_TASK_SW_HOOK_EN 0) void OSTaskSwHook (void) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TaskSwHook(); #endif #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0 & OS_VERSION 203 void OSTCBInitHook (OS_TCB *ptcb) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TCBInitHook(ptcb); #else (void)ptcb; /* Prevent compiler warning */ #endif #endif #if (OS_CPU_HOOKS_EN 0) & (OS_TIME_TICK_HOOK_EN 0) void OSTimeTickHook (void) #if OS_APP_HOOKS_EN 0 App_TimeTickHook(); #endif #if OS_TMR_EN 0 OSTmrCtr+; if (OSTmrCtr = (OS_TICKS_PER_SEC / OS_TMR_CFG_TICKS_PER_SEC) OSTmrCtr = 0; OSTmrSignal(); #endif #endif #if OS_CPU_HOOKS_EN 0u & OS_VERSION 290u void OSTaskReturnHook(OS_TCB *ptcb) (void)ptcb; #endif 3 os_cpu_a.asm ;/* (C) COPYRIGHT 2010 Libraworks * * File Name : os_cpu_a.asm ;* Author : Librae ;* Version : V1.0 ;* Date : 06/10/2010 ;* Description : COS-II asm port for STM32 ;*/ IMPORT OSRunning ; External references IMPORT OSPrioCur IMPORT OSPrioHighRdy IMPORT OSTCBCur IMPORT OSTCBHighRdy IMPORT OSIntNesting IMPORT OSIntExit IMPORT OSTaskSwHook EXPORT OSStartHighRdy EXPORT OSCtxSw EXPORT OSIntCtxSw EXPORT OS_CPU_SR_Save ; Functions declared in this file EXPORT OS_CPU_SR_Restore EXPORT PendSV_Handler NVIC_INT_CTRL EQU 0xE000ED04 ; 中断控制寄存器 NVIC_SYSPRI2 EQU 0xE000ED20 ; 系统优先级寄存器(2) NVIC_PENDSV_PRI EQU 0xFFFF0000 ; PendSV中断和系统节拍中断 (都为最低，0xff). NVIC_PENDSVSET EQU 0x10000000 ; 触发软件中断的值. PRESERVE8 AREA |.text|, CODE, READONLY THUMB OS_CPU_SR_Save MRS R0, PRIMASK ;读取PRIMASK到R0,R0为返回值 CPSID I ;PRIMASK=1,关中断(NMI和硬件FAULT可以响应) BX LR ;返回 OS_CPU_SR_Restore MSR PRIMASK, R0 ;读取R0到PRIMASK中,R0为参数 BX LR ;返回 ;/* ;* 函数名称: OSStartHighRdy * ;* 功能描述: 使用调度器运行第一个任务 ;* ;* 参 数: None ;* ;* 返 回 值: None ;* / OSStartHighRdy LDR R4, =NVIC_SYSPRI2 ; set the PendSV exception priority LDR R5, =NVIC_PENDSV_PRI STR R5, R4 MOV R4, #0 ; set the PSP to 0 for initial context switch call MSR PSP, R4 LDR R4, =OSRunning ; OSRunning = TRUE MOV R5, #1 STRB R5, R4 ;切换到最高优先级的任务 LDR R4, =NVIC_INT_CTRL ;rigger the PendSV exception (causes context switch) LDR R5, =NVIC_PENDSVSET STR R5, R4 CPSIE I ;enable interrupts at processor level OSStartHang B OSStartHang ;should never get here ;/*;* 函数名称: OSCtxSw ;* ;* 功能描述: 任务级上下文切换 ;* ;* 参 数: None ;* ;* 返 回 值: None ;*/ OSCtxSw PUSH R4, R5 LDR R4, =NVIC_INT_CTRL ;触发PendSV异常 (causes context switch) LDR R5, =NVIC_PENDSVSET STR R5, R4 POP R4, R5 BX LR ;/*;* 函数名称: OSIntCtxSw ;* ;* 功能描述: 中断级任务切换 ;* ;* 参 数: None ;* ;* 返 回 值: None ;*/ OSIntCtxSw PUSH R4, R5 LDR R4, =NVIC_INT_CTRL ;触发PendSV异常 (causes context switch) LDR R5, =NVIC_PENDSVSET STR R5, R4 POP R4, R5 BX LR NOP ;/* ;* 函数名称: OSPendSV ;* ;* 功能描述: OSPendSV is used to cause a context switch. ;* 参 数: None ;* ;* 返 回 值: None