Ucos多任务演示实验.docx

uCOS多任务演示实验一、 实验目的 （1）、理解任务，任务调度的概念 （2）、理解任务通信的几种方式（管道、共享内存、消息、队列、邮箱、套接字等） （3）、理解任务同步的几种方式（信号量、互斥、忙等待、事件、临界区等） （4）、掌握LPC2200(for MagicARM2200)专用工程模板的使用； （5）、能够在MagicARM2200-S 上运行基于C/OS-II 操作系统的程序； （6）、掌握基于C/OS-II 操作系统的用户程序的编写格式。二、实验内容及要求建立三个或三个以上的C/OS-II的任务，一个任务用于检测KEY1按键输入，称之为按键检测任务，另一个任务用于控制蜂鸣器，就称之为蜂鸣器控制任务。还有LED灯任务和电机任务。要求各个任务之间不是独立的，而是有相互关联的，达到多任务间的数据通信和同步的实验要求。三、实验设备及软件硬件：PC机一台MagicARM2200-S教学实验开发平台一套软件：Windows98/XP/2000系统，ADS1.2集成开发环境C/OS-II操作系统(V2.52)四、设计方案（一）方案原理1、信号量与邮箱（1）要完成两个任务之间的单向同步，需要通过邮箱或者信号量来实现。用信号量进行单向同步，以一个事情触发两个以上任务时，按键任务划分原则可以将他们合并为一个任务。如果这些任务因为其他原因不能合并（不同的功能部件），则可以采用有消息分发功能的通信机制邮箱，以减少通信工具的个数。（2）且用信号量进行行为同步时，只能提供同步的时刻信息，不能提供内容信息，当控制方在对被控制方进行控制，且还需要向被控制方提供内容信息（数据或字符串）时，消息邮箱是一种有效的方案。（3）当两个任务是系统“信息链条”中的相邻两个环节时，前一个任务的输出信息就是后一个任务的输入信息，消息邮箱就是连接这两个任务的桥梁。在消息邮箱看来，提供消息的任务（或ISR）是生产者，读取消息的任务是消费者，正常情况下，消息的消费时间比生产时间短，消费者总是在等待消息的到来，这时，生产者每向“消息邮箱”发送一次“消息”，就立即被消费者取走，两者达到理想的同步效果。（4）由于“消息邮箱”里只能存放一条消息，所以在用消息邮箱进行同步控制时，必须满足一个前提：任何时候消息的产生速度都比消息的消费速度慢，即被控制任务总是在等待消息。2、关于优先级如果单向同步发生在两个任务之间，那么实际同步效果与两个任务的优先级有很大关系，当控制方任务的优先级低于被控制方任务的优先级时，控制方任务发出信息后使被控制方任务进入就绪状态，瞬时同步效果较好，当控制方任务的优先级高于被控制方任务的优先级时，控制方任务发出信息后使被控制方任务进入就绪状态，但并不发声切换，只有当控制方再次调用系统服务函数（如延时函数）并使自己挂起时，被控制方任务才会有运行机会，瞬时同步效果较差，当被控制方任务的实时性要求不高，或者采取有缓冲功能的通行手段时，这是可以接受的。常用做法是采用首尾触发方式（控制方任务的尾部触发被控制方的首部），控制方在发出信息后立即调用延时函数（延时时间大于被控制方任务的处理时间），主动使自己挂起来，让低优先级的控制方任务尽快得到运行机会，从而改善同步效果。（二）方案设计1、LED流水灯闪烁方式：UCOS_LED42=0xff,0x00,0x33,0xcc,0x55,0x33,0xcc,0xaa,0x03,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x60,0xc0,0x00,0xc0,0x60,0x30,0x18,0x0c,0x06,0x03,0x00,0x81,0xc3,0xe7,0xff,0xe7,0xc3,0x81,0x00,0xff,0x7e,0x3c,0x18,0x00,0x18,0x3c,0x7e,0xff,0x00;2、蜂鸣器鸣叫方式：蜂鸣器相当于一个警报提醒，提醒当前进程为等待按键状态，鸣叫方式为持续鸣叫，持续时间为3秒。另外由于LED任务执行完一次需要的时间是21秒，因此在蜂鸣器任务开始加上一个21秒的延时，以实现LED任务与蜂鸣器任务的却换。3、按键的功能：当按键按下时，邮箱开始发送信息给LED任务和蜂鸣器任务。LED任务为最低优先级任务，按键为中优先级任务，蜂鸣器为最高优先级任务，由于优先级的关系，按键先给蜂鸣器任务发送消息，按键任务执行完后，再给LED任务发送消息，但事实上发送消息和按键任务完成是个短暂的过程，因此先后顺序不明显。4、切换方式：三个任务的切换和执行流程如下：五、部分主要代码#includeconfig.h#includestdlib.h#defineKEY(120)/P0.20为按键的控制I/O#defineBEEP(17)/P0.7为蜂鸣器的控制I/O/LED控制宏函数定义。LED1-LED8的控制I/O为P1.16-P1.23#defineLED_ADJ16#defineLED_IOCON(0xFFLED_ADJ)#defineLED_OFF()IO1SET=LED_IOCON#defineLED_DISP(dat)LED_OFF();IO1CLR=(dat)LED_ADJ)蜂鸣器鸣叫开始按键等待（按键按下？）执行LED任务LED任务结束YesNo#defineTaskStkLengh100/定义用户任务堆栈长度OS_STKTaskStkledTaskStkLengh;/定义用户任务led的堆栈OS_STKTaskStkbeepTaskStkLengh;/定义用户任务beep的堆栈OS_STKTaskStkkeyTaskStkLengh;/定义用户任务key的堆栈OS_EVENT*Mybox;/定义邮箱指针voidTaskled(void*pdata);/声明TaskledvoidTaskbeep(void*pdata);/声明TaskbeepvoidTaskkey(void*pdata);/声明Taskkey/*主函数*/intmain(void)/将main()函数设置为整型为了防止编码警告OSInit();/创建显示任务，进入低优先级任务OSTaskCreate(Taskled,(void*)0,&TaskStkledTaskStkLengh-1,5);OSStart();return0;/*Taskled任务*/voidTaskled(void*pdata)/显示任务（低优先级）constuint8DISP_TAB42=0xff,0x00,0x33,0xcc,0x55,0x33,0xcc,0xaa,0x03,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x60,0xc0,0x00,0xc0,0x60,0x30,0x18,0x0c,0x06,0x03,0x00,0x81,0xc3,0xe7,0xff,0xe7,0xc3,0x81,0x00,0xff,0x7e,0x3c,0x18,0x00,0x18,0x3c,0x7e,0xff,0x00;INT8Uerr,i;pdata=pdata;/防止编译警告TargetInit();/初始化系统硬件PINSEL0=0x00000000;/设置P0口管脚连接GPIOIO0DIR=BEEP;/设置蜂鸣器控制口为输出六、测试结果执行程序后，蜂鸣器鸣叫并延时3秒，进入等