【毕业论文】基于ARM单片机LPC2124的μCOS-Ⅱ操作系统移植与实现

1、全文及程序请联系QQ840468512目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc309908882 摘要 PAGEREF _Toc309908882 h 2 HYPERLINK l _Toc309908883 1. 引言言 PAGEREF _Toc309908883 h 4 HYPERLINK l _Toc309908884 2. 国内内外研究的的发展与现现状 PAGEREF _Toc309908884 h 5 HYPERLINK l _Toc309908885 3. 单片片机相关情情况简介 PAGEREF _Toc309908885 h 7 HYPERLINK l

2、_Toc309908886 3.1单片片机与单片片微计算机机系统 PAGEREF _Toc309908886 h 7 HYPERLINK l _Toc309908887 3.2单片片机发展概概述 PAGEREF _Toc309908887 h 7 HYPERLINK l _Toc3099088888 3.3 单片机的的特点 PAGEREF _Toc309908888 h 8 HYPERLINK l _Toc309908889 3.4单片片机的应用用领域 PAGEREF _Toc309908889 h 9 HYPERLINK l _Toc309908890 3.4.11单片机的的单机应用用范围

3、PAGEREF _Toc309908890 h 9 HYPERLINK l _Toc309908891 3.4.22单片机的的多机应用用范围 PAGEREF _Toc309908891 h 9 HYPERLINK l _Toc309908892 3.5 国国内外对单单片机的开开发清况 PAGEREF _Toc309908892 h 9 HYPERLINK l _Toc309908893 4. ARRM嵌入式式处理器介介绍及选型型 PAGEREF _Toc309908893 h 12 HYPERLINK l _Toc309908894 4.1 AARM嵌入入式处理器器简介 PAGEREF _To

4、c309908894 h 12 HYPERLINK l _Toc309908895 4.2 AARM微处处理器的工工作模式和和异常处理理 PAGEREF _Toc309908895 h 12 HYPERLINK l _Toc309908896 4.4 AARM寄存存器 PAGEREF _Toc309908896 h 14 HYPERLINK l _Toc309908897 4.4 AARM微处处理器的选选型 PAGEREF _Toc309908897 h 15 HYPERLINK l _Toc309908898 4.5 AARM微处处理器LPPC21224介绍 PAGEREF _Toc3099

5、08898 h 16 HYPERLINK l _Toc309908899 5. CC/OS-II 操操作系统简简介 PAGEREF _Toc309908899 h 17 HYPERLINK l _Toc309908900 5.1 C/OOS-III操作系统统的特点 PAGEREF _Toc309908900 h 17 HYPERLINK l _Toc309908901 5.2 C/OSS-II 操作系统统的结构 PAGEREF _Toc309908901 h 18 HYPERLINK l _Toc309908902 5.2.11C/OOS-III 操作系系统文件结结构 PAGEREF _Toc

6、309908902 h 18 HYPERLINK l _Toc309908903 5.2.22 C/OS-III 操作作系统内核核体系结构构图 PAGEREF _Toc309908903 h 19 HYPERLINK l _Toc309908904 5.3 C/OSS-II操操作系统任任务状态及及其转换关关系 PAGEREF _Toc309908904 h 19 HYPERLINK l _Toc309908905 5.3.11 CC/OS-II操作作系统任务务控制块 PAGEREF _Toc309908905 h 21 HYPERLINK l _Toc3099088906 5.3.2 C/OS

7、S-II操操作系统任任务调度器器 PAGEREF _Toc309908906 h 22 HYPERLINK l _Toc309908907 5.3.33 CC/OS-II操作作系统任务务切换 PAGEREF _Toc309908907 h 22 HYPERLINK l _Toc309908908 5.3.44 CC/OS-II操作作系统任务务就绪表 PAGEREF _Toc309908908 h 22 HYPERLINK l _Toc309908909 5.3.55 CC/OS-II操作作系统中断断服务 PAGEREF _Toc309908909 h 23 HYPERLINK l _Toc30

8、9908910 5.3.66 CC/OS-II操作作系统时钟钟节拍 PAGEREF _Toc309908910 h 24 HYPERLINK l _Toc309908911 5.4 C/OOS-III的初始化化和启动 PAGEREF _Toc309908911 h 24 HYPERLINK l _Toc309908912 6. CC/OS-II在 LPCC21244 上的移移植 PAGEREF _Toc309908912 h 27 HYPERLINK l _Toc309908913 6.1 C/OSS-II的的移植简介介 PAGEREF _Toc309908913 h 27 HYPERLINK

9、 l _Toc309908914 6.3 C/OSS-II移移植中应注注意的问题题 PAGEREF _Toc309908914 h 28 HYPERLINK l _Toc309908915 6.4.11 改写写OS_CCPU. H 文件件 PAGEREF _Toc309908915 h 29 HYPERLINK l _Toc309908916 6.4.22 改写OS_CPU_C.C 文件 PAGEREF _Toc309908916 h 32 HYPERLINK l _Toc309908917 6.4.33 改写 OSS_CPUU_A.AASM PAGEREF _Toc309908917 h 3

10、4 HYPERLINK l _Toc309908918 6.5测试试移植代码码 PAGEREF _Toc309908918 h 43 HYPERLINK l _Toc309908919 6.5.11编译环境境的调试 PAGEREF _Toc309908919 h 44 HYPERLINK l _Toc309908920 6.5.22测试与处处理器相关关的代码 PAGEREF _Toc309908920 h 45 HYPERLINK l _Toc309908921 参考文献 PAGEREF _Toc309908921 h 48 HYPERLINK l _Toc309908922 致 谢 PAGE

11、REF _Toc309908922 h 449摘要本文文首先先从嵌入式式系统的基基本概念入入手，对在在嵌入式系系统中使用用RTOSS的必要性性，RTOOS的发展展现状和发发展趋势等等方面进行行了简单综综述，然后后着重分析析了操作系系统C/OS-内核结构构，如:任任务调度、时间管理理、通讯机机制以及内内存管理等等。在此基基础上，并并以带有数数据处理能能力较强的的32位单片片机的LPPC21224开发机机为控制对对象，以抢抢占式内核核LPC22124为为嵌入式操操作系统，以以BorllnadCC+4.5为编译译环境搭建建了一套嵌嵌入式操作作系统软硬硬件开发平平台，实现现了COOS-在在LPC221

12、24上上的移植。关键词：嵌嵌入式系统统；LPCC21244；C/OS-；系统移移植AbstrractBeginnningg witth thhe baasic concceptiion oof thhe emmebeddded systtem，tthe ppaperr inttroduuces the neceessitty off usiing RRTOS in tthe eembeddded systtem, the currrent situuatioon off thee devveloppmentt of RTOSS andd devveloppmentt treend,eetc.

13、Thiss theesis intrroducces tthe rreal timee opeeratiion ssysteemC/OS-and anallyzess kerrnel partticullarlyy, foor innstannce, taskk-schheduller, timee-mannage, commumunnicattion-prinnciplle annd meemberr-mannage. Bassed oon itt, desiigninng thhe sooftwaare aand hhardwware plattformm of embeeddedd op

14、eeratiion ssysteem, wwith regaards LPC22124 deveelopeer ass conntroll objject, reavving kernnel C/OSS- aas opperattion systtem ,Borlland C+ 4.5 as ccode warrrior. Impplemeentinng thhe trranspplanttatioon off C/OOS- on tthe LLPC21124.Key WWordss:Embeeddedd sysstem; LPCC21244; CC/OS-, OOperaatingg Sys

15、stem Trannsplaant1. 引言言 随着国内外外工业化、数字化的的步伐加快快。嵌入式式开发在rrI行业业中的重要要性越来越越显著。嵌嵌入式系统统也以其体体积小、功功耗低、性性能高的优优点得到了了人们的广广泛关注。嵌入式操操作系统作作为嵌入式式软件运行行的平台，负负责管理各各个进程间间的创建、删除以及及任务调度度，统一管管理系统的的软硬件资资源，因此此进行嵌入入式开发。首先要实实现嵌入式式操作系统统在相关处处理器上的的移植，再再以次为基基础开发相相应的应用用软件。本本文以公开开源码的C/OSS II嵌嵌入式实时时操作系统统为例。描描述了该嵌嵌入式实时时操作系统统在LPCC21244上

16、的移植植。从而构构成了一个个软硬件都都非常强大大的开发平台，并以以此为基础础，建立了了一个浮子子式液位测测量系统，来来说明CC/OS II在嵌嵌入式系统统中的应用用。 3. 单片片机相关情情况简介3.1单片片机与单片片微计算机机系统计算机系统统已明显地地朝巨型化化、单片化化、网络化化三个方向向发展。巨巨型化发展展的目的在在于不断提提高计算机机的运算速速度和处理理能力，以以解决复杂杂系统计算算和高速数数据处理，比比如系统仿仿真和模拟拟、实时运运算和处理理。单片化化就是把计计算机系统统尽可能集集成在一块块半导体芯芯片上，其其目的在于于计算机微微型化和提提高系统的的可靠性，通通常把这种种单片计算算机

17、简称单单片机。准准确而言，单单片机（单单片微型计计算机）实实际上是一一种将CPPU（中央央处理器）、存储器和和输入输出出接口集成成在一个芯芯片中的微微型计算机机。单片机机的内部硬硬件结构和和指令系统统主要是针针对自动控控制应用而而设计的，所所以单片机机又称微控控制器MCCU（MiicroCContrrolleer Unnit），又又由于用它它可以很容容易地将计计算机嵌入入到各种仪仪器和现场场控制设备备中，因此此单片机也也叫嵌入式式微控制器器（Embbeddeed MCCU）。4. ARRM嵌入式式处理器介介绍及选型型4.1 AARM嵌入入式处理器器简介ARM微处处理器内核核是ARMM技术的核核

18、心，目前前市场上能能够见到的的有ARMM7、ARRM9、AARM9EE、ARMM10E、SecuurCorre、ARRM11，还还有Inttel的XXcalee微体系架架构及SttronggARM等等系列。ARM处理理器采用RRSIC的的架构技术术，它具备备小体积，低低功耗，低低成本，高高性能等特特色，支持持Thummb(166位)和AARM(332位)双双指令集，能能很好地兼兼容8位/16位器器件。4.2 AARM微处处理器的工工作模式和和异常处理理从而被中断断的任务进进入等待状状态，运行行被激活的的高优先级级的任务。5.3.33 CC/OS-II操作作系统任务务切换任务切换有有两种：OOS

19、_TAASK_SSW()和和OSInntCtxxSw()。任务级的任任务切换OOS_TAASK_SSW()是是宏调用，通通过软中断断指令来实实现CPUU寄存器内内容切换。例如：#defiine OOS_TAASK_SSW() asmm(“innt #332”)，具具体实现参参见移植文文档。任务级的任任务切换过过程：中实现了函函数iniit_tiimer_ta0()，此函函数用来初初始化定时时器TA00，并将其其打开。C/OSS-II中中的时钟节节拍服务是是在ISRR中调用OOSTimmeTicck()实实现的。OOSTimmeTicck()跟跟踪所有任任务的定时时器以及超超时时限。5.4 C/

20、OOS-III的初始化化和启动调用uCC/OS-II的服服务之前要要先调用系系统初始化化函数OSSInitt()。OOSIniit()初初始化u6. CC/OS-II在 LPC22124 上的移植植 6.1 C/OSS-II的的移植简介介所谓移植就是使个实时内内核能在其其他的微处处理器或微微控制器上上运行。要要使I-LLCOSS-II正正常运行。处理器必必须满足以以下要求：处理器的的C编译器器能产生可可重入型代代码；处理器支支持中断，并并且能够产产生定时中中断：用C语言言就可以开开、关中断断；处理器能能支持一定定数量的输输出存储硬硬件堆栈；处理器有有将堆栈指指 SSTR SSP, R1 (18

21、) BBL OOSTasskSwHHook ;调用子函函数 (19) 堆栈指针(32) LLDMFDD SP!, RR4, RR5 ;CCPSR,OsEnnterSSum (333) 这部分代码码基本按照照C/OOS-提提供的函数数原型编写写的，其中中程序清单单（1）（18）部部分 与OOSCtxxSw()和OSIIntCttxSw( )的原原型是没有有对应语句句的，寄存存器应当保保存到任务务的堆栈中中，但为了了节省CPPU的时间间和RAMM的空间，仅仅在必要的的时候才将将寄存器保保存到任务务堆栈。 OSTCCBCurr-OSSTCBSStkPttr=SPP也是在必必要的时候候才执行的的。最后

22、通过中中断返回指指令恢复RR0R112，把SSPSR拷拷贝到CPPSR（恢恢复用户任任务的处理理器模式和和指令集）和和执行用户户任务（恢恢复PC指指针），这这是由程序序段（377）实现的的。这里需需要注意的的是程序段段（29）和和（32）中中的SP是是不同的处处理器寄存存器分别为为R13和和R13_SVC。(3)CC/OS-最高任任务的运行行OSSttartHHighRRdy的编编写C/OSS-启动多任任务环境的的函数叫做做OSSttart（）。用户在调调用OSSStartt（） 之之参考文献1 任任哲等.嵌入式操操作系统基基础C/OS-III和Liinux.北京:北京航空空航天大学学出版社,

23、 20006.22 JeannJLabbrossse, 邵邵贝贝译.嵌入式实实时操作系系统C/OSSM.北京:北京航空空航天大学学出版社, 20004.33 Phillips公公司.LPPC21114/21124 UUser Manuuai.22004.4 Arnoold BBergeer,吕骏译.嵌入式系系统设计.电子工业业出版社, 20002.55 Frannk Vaahid Tonyy Givvargiis,骆丽译,嵌入式系系统设计.北京:北京航空空航天大学学出版社, 200046 周周立功.AARM嵌入入式系统基基础教程.北京:北京航空空航天大学学出版社,20055.7 马文华.嵌入式系系统设计与与开发MM . 北京:科学出版版社, 22006.8 李广弟.单片机基基础M . 北北京: 北北京航空航航天大学出出版社, 19944.9 王田苗.嵌入式系系统设计与与实例开发发M . 北京