【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 PAGEREF _Toc309908883 h 4 HYPERLINK l _Toc309908884 2. 国内外研研究的发展与与现状 PAGEREF _Toc309908884 h 5 HYPERLINK l _Toc309908885 3. 单片机相相关情况简介介 PAGEREF _Toc309908885 h 7 HYPERLINK l _T

2、oc309908886 3.1单片机与与单片微计算算机系统 PAGEREF _Toc309908886 h 7 HYPERLINK l _Toc309908887 3.2单片机发发展概述 PAGEREF _Toc309908887 h 7 HYPERLINK l _Toc309908888 3.3 单片片机的特点 PAGEREF _Toc309908888 h 8 HYPERLINK l _Toc309908889 3.4单片机的的应用领域 PAGEREF _Toc309908889 h 9 HYPERLINK l _Toc309908890 3.4.1单片片机的单机应应用范围 PAGEREF

3、 _Toc309908890 h 9 HYPERLINK l _Toc309908891 3.4.2单片片机的多机应应用范围 PAGEREF _Toc309908891 h 9 HYPERLINK l _Toc309908892 3.5 国内外外对单片机的的开发清况 PAGEREF _Toc309908892 h 9 HYPERLINK l _Toc309908893 4. ARM嵌嵌入式处理器器介绍及选型型 PAGEREF _Toc309908893 h 12 HYPERLINK l _Toc309908894 4.1 ARMM嵌入式处理理器简介 PAGEREF _Toc309908894

4、h 12 HYPERLINK l _Toc309908895 4.2 ARMM微处理器的的工作模式和和异常处理 PAGEREF _Toc309908895 h 12 HYPERLINK l _Toc309908896 4.4 ARMM寄存器 PAGEREF _Toc309908896 h 14 HYPERLINK l _Toc309908897 4.4 ARMM微处理器的的选型 PAGEREF _Toc309908897 h 15 HYPERLINK l _Toc309908898 4.5 ARMM微处理器LPPC21244介绍 PAGEREF _Toc309908898 h 16 HYPER

5、LINK l _Toc309908899 5. C/OOS-II 操作系统简简介 PAGEREF _Toc309908899 h 17 HYPERLINK l _Toc309908900 5.1 CC/OS-III操作系统统的特点 PAGEREF _Toc309908900 h 17 HYPERLINK l _Toc309908901 5.2 C/OS-III 操作系统统的结构 PAGEREF _Toc309908901 h 18 HYPERLINK l _Toc309908902 5.2.1CC/OS-III 操作系系统文件结构构 PAGEREF _Toc309908902 h 18 HYP

6、ERLINK l _Toc309908903 5.2.2 C/OS-II 操作系系统内核体系系结构图 PAGEREF _Toc309908903 h 19 HYPERLINK l _Toc309908904 5.3 C/OS-III操作系统任任务状态及其其转换关系 PAGEREF _Toc309908904 h 19 HYPERLINK l _Toc309908905 5.3.1 C/OSS-II操作作系统任务控控制块 PAGEREF _Toc309908905 h 21 HYPERLINK l _Toc3099089006 5.3.22 C/OS-III操作系统任任务调度器 PAGEREF

7、_Toc309908906 h 22 HYPERLINK l _Toc309908907 5.3.3 C/OSS-II操作作系统任务切切换 PAGEREF _Toc309908907 h 22 HYPERLINK l _Toc309908908 5.3.4 C/OSS-II操作作系统任务就就绪表 PAGEREF _Toc309908908 h 22 HYPERLINK l _Toc309908909 5.3.5 C/OSS-II操作作系统中断服服务 PAGEREF _Toc309908909 h 23 HYPERLINK l _Toc309908910 5.3.6 C/OSS-II操作作系统时

8、钟节节拍 PAGEREF _Toc309908910 h 24 HYPERLINK l _Toc309908911 5.4 CC/OS-III的初始化化和启动 PAGEREF _Toc309908911 h 24 HYPERLINK l _Toc309908912 6. C/OOS-II在在 LPC22124 上上的移植 PAGEREF _Toc309908912 h 27 HYPERLINK l _Toc309908913 6.1 C/OS-III的移植简介介 PAGEREF _Toc309908913 h 27 HYPERLINK l _Toc309908914 6.3 C/OS-III移

9、植中应注注意的问题 PAGEREF _Toc309908914 h 28 HYPERLINK l _Toc309908915 6.4.1 改写OS_CCPU. HH 文件 PAGEREF _Toc309908915 h 29 HYPERLINK l _Toc309908916 6.4.2 改改写OS_CCPU_C.C 文件 PAGEREF _Toc309908916 h 32 HYPERLINK l _Toc309908917 6.4.3 改改写 OS_CPU_AA.ASM PAGEREF _Toc309908917 h 34 HYPERLINK l _Toc309908918 6.5测试移植

10、植代码 PAGEREF _Toc309908918 h 43 HYPERLINK l _Toc309908919 6.5.1编译译环境的调试试 PAGEREF _Toc309908919 h 44 HYPERLINK l _Toc309908920 6.5.2测试试与处理器相相关的代码 PAGEREF _Toc309908920 h 45 HYPERLINK l _Toc309908921 参考文献 PAGEREF _Toc309908921 h 488 HYPERLINK l _Toc309908922 致 谢 PAGEREF _Toc309908922 h 49摘要本文文首先从嵌嵌入式系统

11、的的基本概念入入手，对在嵌嵌入式系统中中使用RTOOS的必要性性，RTOSS的发展现状状和发展趋势势等方面进行行了简单综述述，然后着重重分析了操作作系统C/OS-内内核结构，如如:任务调度度、时间管理理、通讯机制制以及内存管管理等。在此此基础上，并并以带有数据据处理能力较较强的32位单片机机的LPC22124开发发机为控制对对象，以抢占占式内核LPPC21244为嵌入式操操作系统，以以BorlnnadC+4.5为编编译环境搭建建了一套嵌入入式操作系统统软硬件开发发平台，实现现了COSS-在LPPC21244上的移植。关键词：嵌入式式系统；LPPC21244；C/OOS-；系系统移植Abstra

12、cctBeginniing wiith thhe bassic cooncepttion oof thee emebbeddedd systtem，thhe papper inntroduuces tthe neecessiity off usinng RTOOS in the eembeddded syystem, the curreent siituatiion off the devellopmennt of RTOS and ddeveloopmentt trennd,etcc. Thiis theesis iintrodduces the rreal ttime ooperattio

13、n ssystemmC/OSS-andd anallyzes kerneel parrticullarly, for instaance, task-schedduler, time-managge, coomumunnicatiion-prrincipple annd memmber-mmanagee. Bassed onn it, desiggning the ssoftwaare annd harrdwaree plattform of emmbeddeed opeeratioon sysstem, with regarrds LPPC21244 deveeloperr as ccont

14、rool objject, reaviing keernel C/OSS- ass operrationn systtem ,BBorlannd C+ 4.5 as coode waarriorr. Impllementting thhe traansplaantatiion off C/OSS- onn the LPC21124.Key Worrds:Embeddded ssystemm; LPCC2124; C/OOS-, Operaating Systeem Traansplaant1. 引言 随着国内外工业业化、数字化化的步伐加快快。嵌入式开开发在rI行业中的重重要性越来越越显著。嵌入

15、入式系统也以以其体积小、功功耗低、性能能高的优点得得到了人们的的广泛关注。嵌嵌入式操作系系统作为嵌入入式软件运行行的平台，负负责管理各个个进程间的创创建、删除以以及任务调度度，统一管理理系统的软硬硬件资源，因因此进行嵌入入式开发。首首先要实现嵌嵌入式操作系系统在相关处处理器上的移移植，再以次次为基础开发发相应的应用用软件。本文文以公开源码码的C/OOS II嵌嵌入式实时操操作系统为例例。描述了该该嵌入式实时时操作系统在在LPC21124上的移移植。从而构构成了一个软软硬件都非常常强大的开发发平台，并以此为为基础，建立立了一个浮子子式液位测量量系统，来说说明C/OOS II在在嵌入式系统统中的应

16、用。 3. 单片机相相关情况简介介3.1单片机与与单片微计算算机系统计算机系统已明明显地朝巨型型化、单片化化、网络化三三个方向发展展。巨型化发发展的目的在在于不断提高高计算机的运运算速度和处处理能力，以以解决复杂系系统计算和高高速数据处理理，比如系统统仿真和模拟拟、实时运算算和处理。单单片化就是把把计算机系统统尽可能集成成在一块半导导体芯片上，其其目的在于计计算机微型化化和提高系统统的可靠性，通通常把这种单单片计算机简简称单片机。准准确而言，单单片机（单片片微型计算机机）实际上是是一种将CPPU（中央处处理器）、存存储器和输入入输出接口集集成在一个芯芯片中的微型型计算机。单单片机的内部部硬件结

17、构和和指令系统主主要是针对自自动控制应用用而设计的，所所以单片机又又称微控制器器MCU（MMicroCControoller Unit），又又由于用它可可以很容易地地将计算机嵌嵌入到各种仪仪器和现场控控制设备中，因因此单片机也也叫嵌入式微微控制器（EEmbeddded MCCU）。4. ARM嵌嵌入式处理器器介绍及选型型4.1 ARMM嵌入式处理理器简介ARM微处理器器内核是ARRM技术的核核心，目前市市场上能够见见到的有ARRM7、ARRM9、ARRM9E、AARM10EE、SecuurCoree、ARM111，还有IIntel的的Xcalee微体系架构构及StroongARMM等系列。AR

18、M处理器采采用RSICC的架构技术术，它具备小小体积，低功功耗，低成本本，高性能等等特色，支持持Thumbb(16位)和ARM(32位)双双指令集，能能很好地兼容容8位/166位器件。4.2 ARMM微处理器的的工作模式和和异常处理从而被中断的任任务进入等待待状态，运行行被激活的高高优先级的任任务。5.3.3 C/OSS-II操作作系统任务切切换任务切换有两种种：OS_TTASK_SSW()和OOSIntCCtxSw()。任务级的任务切切换OS_TTASK_SSW()是宏宏调用，通过过软中断指令令来实现CPPU寄存器内内容切换。例例如：#deefine OS_TAASK_SWW() aasm(

19、“iint #332”)，具具体实现参见见移植文档。任务级的任务切切换过程：中实现了函数iinit_ttimer_ta0()，此函数用用来初始化定定时器TA00，并将其打打开。C/OS-III中的时钟钟节拍服务是是在ISR中中调用OSTTimeTiick()实实现的。OSSTimeTTick()跟踪所有任任务的定时器器以及超时时时限。5.4 CC/OS-III的初始化化和启动调用uC/OOS-II的的服务之前要要先调用系统统初始化函数数OSIniit()。OOSInitt()初始化化u6. C/OOS-II在在 LPC22124 上上的移植 6.1 C/OS-III的移植简介介所谓移植就是是使

20、个实时时内核能在其其他的微处理理器或微控制制器上运行。要要使I-LCCOS-III正常运行行。处理器必必须满足以下下要求：处理器的C编编译器能产生生可重入型代代码；处理器支持中中断，并且能能够产生定时时中断：用C语言就可可以开、关中中断；处理器能支持持一定数量的的输出存储硬硬件堆栈；处理器有将堆堆栈指 STR SSP, RR1 (118) BL OOSTaskkSwHoook ;调用用子函数 (19) 堆栈指针(322) LDMFFD SP!, R44, R5 ;CCPSR,OOsEnteerSum (333) 这部分代码基本本按照C/OS-提提供的函数原原型编写的，其其中程序清单单（1）（1

21、18）部分 与OSCttxSw()和OSInntCtxSSw( )的的原型是没有有对应语句的的，寄存器应应当保存到任任务的堆栈中中，但为了节节省CPU的的时间和RAAM的空间，仅仅在必要的时时候才将寄存存器保存到任任务堆栈。 OSTCBBCur-OSTCBBStkPttr=SP也也是在必要的的时候才执行行的。最后通过中断返返回指令恢复复R0R112，把SPPSR拷贝到到CPSR（恢恢复用户任务务的处理器模模式和指令集集）和执行用用户任务（恢恢复PC指针针），这是由由程序段（337）实现的的。这里需要要注意的是程程序段（299）和（322）中的SPP是不同的处处理器寄存器器分别为R113和R13

22、3_SVC。(3)C/OOS-最高高任务的运行行OSStaartHigghRdy的的编写C/OS-启动多任务务环境的函数数叫做OSSStart（）。用用户在调用OOSStarrt（） 之之参考文献1 任哲等等.嵌入式操作作系统基础C/OS-II和Liinux.北京:北京航空航航天大学出版版社, 20006.22 JeanJJLabroosse, 邵贝贝译.嵌入式实时时操作系统C/OSSSM.北京:北京航空航航天大学出版版社, 20004.33 Philiips公司.LPC21114/21124 Usser Maanuai.2004.4 Arnolld Berrger,吕骏译.嵌入式系统统设计.电子工业出出版社, 22002.5 Frankk Vahiid Tonny Givvargiss,骆丽译,嵌入式系统统设计.北京:北京航空航航天大学出版版社, 200046 周立功功.ARM嵌嵌入式系统基基础教程.北北京:北京航空航航天大学出版版社,2005.7 马文华.嵌入式系统统设计与开发发M . 北京:科学出版社社, 20006.8 李广弟.单片机基础础M . 北京: 北京航空航航天大学出版版社, 19994.9 王田苗.嵌入式系统统设计与实例例开发M . 北京