uCOS在51單片機(jī)上進(jìn)行移植的心得資料免費(fèi)下載

　　多人對(duì)于編寫(xiě)自己的操作系統(tǒng)很感興趣，uCOS51是個(gè)不錯(cuò)的選擇。它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易懂，學(xué)習(xí)成本低，有利于向32位CPU過(guò)渡。目前，嵌入式BBS上的熱點(diǎn)是：嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、單片機(jī)上網(wǎng)、32bitCPU（如ARM等）。其實(shí)通過(guò)uCOS51學(xué)習(xí)完全可以掌握這些熱門(mén)技術(shù)的精髓，而且學(xué)習(xí)成本低廉。為此我會(huì)陸續(xù)將我在研發(fā)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)寫(xiě)出來(lái)與大家交流，共同進(jìn)步。我準(zhǔn)備討論以下內(nèi)容：uCOS51高效內(nèi)核、OS人機(jī)界面SHELL的編寫(xiě)、51機(jī)開(kāi)發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)、RTL8019AS網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序、 51TCP/IP協(xié)議棧設(shè)計(jì)……在51上的實(shí)現(xiàn)技術(shù)、51OS任務(wù)劃分和應(yīng)用程序?qū)嵗?、?1軟件系統(tǒng)向ARM的移植以及其他想到的題目。歡迎大家積極參與。

　　前一段時(shí)間，我參與了一個(gè)SNMP網(wǎng)管板的項(xiàng)目，我負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)和單板軟件開(kāi)發(fā)。該板的硬件由MCS51+RTL8019AS組成，有 64K FLASH 和64K SRAM。軟件部分有操作系統(tǒng)和TCPIP協(xié)議棧。硬件比較簡(jiǎn)單，用了一個(gè)月就搞定了，協(xié)議棧我參考了老古開(kāi)發(fā)板的部分程序又上網(wǎng)找了SNMP源代碼也很快完成了，但是測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用較低時(shí)鐘頻率的CPU時(shí)（為了降低成本），由于ASN.1編解碼部分過(guò)于龐大，而我的程序又是一個(gè)大循環(huán)，AGENT的響應(yīng)速度受到嚴(yán)重影響，用戶界面也反應(yīng)遲鈍。更壞的消息是公司為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，還要在上面跑PPP和HTTP。那樣的話，我就得用40MHz的AT89C51RD2或者人為的把程序斷成幾部分然后用狀態(tài)機(jī)的方法在運(yùn)行時(shí)再把它們連接起來(lái)。不過(guò)，我不想增加成本，也不想把程序搞亂，迫不得已，只好使用操作系統(tǒng)。

　　說(shuō)實(shí)在的，一開(kāi)始我也不是很有把握，一來(lái)我不清楚51的FLASH是否裝得下這么多代碼，二來(lái)我只做過(guò)OS應(yīng)用開(kāi)發(fā)，對(duì)于它的移植想都不敢想。不過(guò)，我在BBS上搜索了一陣兒后還是有了一些頭緒。我找到了幾個(gè)OS的源代碼（我喜歡用現(xiàn)成的），按照代碼大小、實(shí)時(shí)性、使用人數(shù)、眾人口碑等標(biāo)準(zhǔn)，最后選定了uCOS2。我感覺(jué)它的實(shí)時(shí)性有保障，延時(shí)可預(yù)測(cè)，代碼據(jù)說(shuō)可小到2K，網(wǎng)上討論這個(gè)話題的人也比較多，而且它的網(wǎng)站上有針對(duì)KEIL C51的移植實(shí)例。經(jīng)過(guò)一番查找，我得到了5個(gè)版本。其中3個(gè)是用KEIL編譯的。本來(lái)我想直接把OS代碼嵌到應(yīng)用程序中，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有一個(gè)可以直接使用。有的無(wú)法用KEIL直接編譯，有的需要修改DLL在軟件仿真下使用。而我需要的是能在串口輸入輸出，不需要修改任何無(wú)關(guān)軟件，能在軟件仿真和硬件上運(yùn)行的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。沒(méi)有辦法，我只好硬著頭皮去改編。我分析了自己的劣勢(shì)：1。KEIL剛開(kāi)始使用，不太熟悉；2?；旌?a href='http://wenjunhu.com/v/tag/1315/' target='_blank' class='arckwlink_none'>編程以前從沒(méi)有作過(guò)；3。時(shí)間緊迫，要在1個(gè)月內(nèi)搞定。而我的優(yōu)勢(shì)就是有5個(gè)移植實(shí)例可供參考，可以上網(wǎng)查資料。一開(kāi)始，我用“堆?！?、“混合編程”、“匯編”、“ucos”等關(guān)鍵字在C51BBS和老古論壇上檢索相關(guān)信息并逐條閱讀，讀過(guò)之后，頭腦中的思路逐漸清晰了。我了解到在KEIL的HLP目錄下有A51.PDF 和C51.PDF非常全面的介紹了匯編和C51，是KEIL的權(quán)威用戶手冊(cè)；SP初始化、內(nèi)存清0等操作在STARTUP.A51文件中實(shí)現(xiàn)，用戶可以改寫(xiě)它；KEIL的變量，子程序等的分配信息可以在.M51文件里查到；KEIL自己的論壇里有很多疑難問(wèn)題的解答……通過(guò)閱讀并經(jīng)過(guò)思考，解決了堆棧起點(diǎn)、堆?？臻g大小的設(shè)定等關(guān)鍵問(wèn)題。論壇里的問(wèn)題有些是我沒(méi)有想到的，這使我發(fā)現(xiàn)了自己的疏漏。在網(wǎng)上獲得大量信息后，我開(kāi)始閱讀《uCOSII》中文版，一共讀了3遍。第一遍是瀏覽，了解到uCOSII包括任務(wù)調(diào)度、時(shí)間管理、內(nèi)存管理、資源管理（信號(hào)量、郵箱、消息隊(duì)列）四大部分，沒(méi)有文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口、輸入輸出界面。它的移植只與4個(gè)文件相關(guān)：匯編文件（OS_CPU_A.ASM）、處理器相關(guān)C文件（OS_CPU.H、OS_CPU_C.C）和配置文件（OS_CFG.H）。有64個(gè)優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)占用8個(gè)，用戶可創(chuàng)建56個(gè)任務(wù)，不支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)。第二遍主要是把整個(gè)工作過(guò)程在頭腦里過(guò)了一下，不懂的地方有針對(duì)性地查書(shū)，重點(diǎn)是思考工作原理和流程。我發(fā)現(xiàn)其實(shí)它的思路挺簡(jiǎn)單的。就是 “近似地每時(shí)每刻總是讓優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)” 。為了保證這一點(diǎn)，它在調(diào)用系統(tǒng)API函數(shù)、中斷結(jié)束、定時(shí)中斷結(jié)束時(shí)總是執(zhí)行調(diào)度算法。原作者通過(guò)事先計(jì)算好數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化了運(yùn)算量，通過(guò)精心設(shè)計(jì)就緒表結(jié)構(gòu)，使得延時(shí)可預(yù)知。任務(wù)的切換是通過(guò)模擬一次中斷實(shí)現(xiàn)的。第三遍重點(diǎn)看了移植部分的內(nèi)容。對(duì)照實(shí)例，研究了代碼的具體實(shí)現(xiàn)方法。