【畢業(yè)論文】基于ARM單片機(jī)LPC2124的μCOS-Ⅱ操作系統(tǒng)移植與實(shí)現(xiàn)

1、全文及程序請聯(lián)系QQ840468512目錄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. 國內(nèi)外研研究的發(fā)展與與現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc309908884 h 5 HYPERLINK l _Toc309908885 3. 單片機(jī)相相關(guān)情況簡介介 PAGEREF _Toc309908885 h 7 HYPERLINK l _T

2、oc309908886 3.1單片機(jī)與與單片微計算算機(jī)系統(tǒng) PAGEREF _Toc309908886 h 7 HYPERLINK l _Toc309908887 3.2單片機(jī)發(fā)發(fā)展概述 PAGEREF _Toc309908887 h 7 HYPERLINK l _Toc309908888 3.3 單片片機(jī)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc309908888 h 8 HYPERLINK l _Toc309908889 3.4單片機(jī)的的應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREF _Toc309908889 h 9 HYPERLINK l _Toc309908890 3.4.1單片片機(jī)的單機(jī)應(yīng)應(yīng)用范圍 PAGEREF

3、 _Toc309908890 h 9 HYPERLINK l _Toc309908891 3.4.2單片片機(jī)的多機(jī)應(yīng)應(yīng)用范圍 PAGEREF _Toc309908891 h 9 HYPERLINK l _Toc309908892 3.5 國內(nèi)外外對單片機(jī)的的開發(fā)清況 PAGEREF _Toc309908892 h 9 HYPERLINK l _Toc309908893 4. ARM嵌嵌入式處理器器介紹及選型型 PAGEREF _Toc309908893 h 12 HYPERLINK l _Toc309908894 4.1 ARMM嵌入式處理理器簡介 PAGEREF _Toc309908894

4、h 12 HYPERLINK l _Toc309908895 4.2 ARMM微處理器的的工作模式和和異常處理 PAGEREF _Toc309908895 h 12 HYPERLINK l _Toc309908896 4.4 ARMM寄存器 PAGEREF _Toc309908896 h 14 HYPERLINK l _Toc309908897 4.4 ARMM微處理器的的選型 PAGEREF _Toc309908897 h 15 HYPERLINK l _Toc309908898 4.5 ARMM微處理器LPPC21244介紹 PAGEREF _Toc309908898 h 16 HYPER

5、LINK l _Toc309908899 5. C/OOS-II 操作系統(tǒng)簡簡介 PAGEREF _Toc309908899 h 17 HYPERLINK l _Toc309908900 5.1 CC/OS-III操作系統(tǒng)統(tǒng)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc309908900 h 17 HYPERLINK l _Toc309908901 5.2 C/OS-III 操作系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc309908901 h 18 HYPERLINK l _Toc309908902 5.2.1CC/OS-III 操作系系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)構(gòu) PAGEREF _Toc309908902 h 18 HYP

6、ERLINK l _Toc309908903 5.2.2 C/OS-II 操作系系統(tǒng)內(nèi)核體系系結(jié)構(gòu)圖 PAGEREF _Toc309908903 h 19 HYPERLINK l _Toc309908904 5.3 C/OS-III操作系統(tǒng)任任務(wù)狀態(tài)及其其轉(zhuǎn)換關(guān)系 PAGEREF _Toc309908904 h 19 HYPERLINK l _Toc309908905 5.3.1 C/OSS-II操作作系統(tǒng)任務(wù)控控制塊 PAGEREF _Toc309908905 h 21 HYPERLINK l _Toc3099089006 5.3.22 C/OS-III操作系統(tǒng)任任務(wù)調(diào)度器 PAGEREF

7、_Toc309908906 h 22 HYPERLINK l _Toc309908907 5.3.3 C/OSS-II操作作系統(tǒng)任務(wù)切切換 PAGEREF _Toc309908907 h 22 HYPERLINK l _Toc309908908 5.3.4 C/OSS-II操作作系統(tǒng)任務(wù)就就緒表 PAGEREF _Toc309908908 h 22 HYPERLINK l _Toc309908909 5.3.5 C/OSS-II操作作系統(tǒng)中斷服服務(wù) PAGEREF _Toc309908909 h 23 HYPERLINK l _Toc309908910 5.3.6 C/OSS-II操作作系統(tǒng)時

8、鐘節(jié)節(jié)拍 PAGEREF _Toc309908910 h 24 HYPERLINK l _Toc309908911 5.4 CC/OS-III的初始化化和啟動 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的移植簡介介 PAGEREF _Toc309908913 h 27 HYPERLINK l _Toc309908914 6.3 C/OS-III移

9、植中應(yīng)注注意的問題 PAGEREF _Toc309908914 h 28 HYPERLINK l _Toc309908915 6.4.1 改寫OS_CCPU. HH 文件 PAGEREF _Toc309908915 h 29 HYPERLINK l _Toc309908916 6.4.2 改改寫OS_CCPU_C.C 文件 PAGEREF _Toc309908916 h 32 HYPERLINK l _Toc309908917 6.4.3 改改寫 OS_CPU_AA.ASM PAGEREF _Toc309908917 h 34 HYPERLINK l _Toc309908918 6.5測試移植

10、植代碼 PAGEREF _Toc309908918 h 43 HYPERLINK l _Toc309908919 6.5.1編譯譯環(huán)境的調(diào)試試 PAGEREF _Toc309908919 h 44 HYPERLINK l _Toc309908920 6.5.2測試試與處理器相相關(guān)的代碼 PAGEREF _Toc309908920 h 45 HYPERLINK l _Toc309908921 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc309908921 h 488 HYPERLINK l _Toc309908922 致 謝 PAGEREF _Toc309908922 h 49摘要本文文首先從嵌嵌入式系統(tǒng)

11、的的基本概念入入手，對在嵌嵌入式系統(tǒng)中中使用RTOOS的必要性性，RTOSS的發(fā)展現(xiàn)狀狀和發(fā)展趨勢勢等方面進(jìn)行行了簡單綜述述，然后著重重分析了操作作系統(tǒng)C/OS-內(nèi)內(nèi)核結(jié)構(gòu)，如如:任務(wù)調(diào)度度、時間管理理、通訊機(jī)制制以及內(nèi)存管管理等。在此此基礎(chǔ)上，并并以帶有數(shù)據(jù)據(jù)處理能力較較強(qiáng)的32位單片機(jī)機(jī)的LPC22124開發(fā)發(fā)機(jī)為控制對對象，以搶占占式內(nèi)核LPPC21244為嵌入式操操作系統(tǒng)，以以BorlnnadC+4.5為編編譯環(huán)境搭建建了一套嵌入入式操作系統(tǒng)統(tǒng)軟硬件開發(fā)發(fā)平臺，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了COSS-在LPPC21244上的移植。關(guān)鍵詞：嵌入式式系統(tǒng)；LPPC21244；C/OOS-；系系統(tǒng)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 隨著國內(nèi)外工業(yè)業(yè)化、數(shù)字化化的步伐加快快。嵌入式開開發(fā)在rI行業(yè)中的重重要性越來越越顯著。嵌入

15、入式系統(tǒng)也以以其體積小、功功耗低、性能能高的優(yōu)點(diǎn)得得到了人們的的廣泛關(guān)注。嵌嵌入式操作系系統(tǒng)作為嵌入入式軟件運(yùn)行行的平臺，負(fù)負(fù)責(zé)管理各個個進(jìn)程間的創(chuàng)創(chuàng)建、刪除以以及任務(wù)調(diào)度度，統(tǒng)一管理理系統(tǒng)的軟硬硬件資源，因因此進(jìn)行嵌入入式開發(fā)。首首先要實(shí)現(xiàn)嵌嵌入式操作系系統(tǒng)在相關(guān)處處理器上的移移植，再以次次為基礎(chǔ)開發(fā)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用用軟件。本文文以公開源碼碼的C/OOS II嵌嵌入式實(shí)時操操作系統(tǒng)為例例。描述了該該嵌入式實(shí)時時操作系統(tǒng)在在LPC21124上的移移植。從而構(gòu)構(gòu)成了一個軟軟硬件都非常常強(qiáng)大的開發(fā)發(fā)平臺，并以此為為基礎(chǔ)，建立立了一個浮子子式液位測量量系統(tǒng)，來說說明C/OOS II在在嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)中的應(yīng)

16、用。 3. 單片機(jī)相相關(guān)情況簡介介3.1單片機(jī)與與單片微計算算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)已明明顯地朝巨型型化、單片化化、網(wǎng)絡(luò)化三三個方向發(fā)展展。巨型化發(fā)發(fā)展的目的在在于不斷提高高計算機(jī)的運(yùn)運(yùn)算速度和處處理能力，以以解決復(fù)雜系系統(tǒng)計算和高高速數(shù)據(jù)處理理，比如系統(tǒng)統(tǒng)仿真和模擬擬、實(shí)時運(yùn)算算和處理。單單片化就是把把計算機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)盡可能集成成在一塊半導(dǎo)導(dǎo)體芯片上，其其目的在于計計算機(jī)微型化化和提高系統(tǒng)統(tǒng)的可靠性，通通常把這種單單片計算機(jī)簡簡稱單片機(jī)。準(zhǔn)準(zhǔn)確而言，單單片機(jī)（單片片微型計算機(jī)機(jī)）實(shí)際上是是一種將CPPU（中央處處理器）、存存儲器和輸入入輸出接口集集成在一個芯芯片中的微型型計算機(jī)。單單片機(jī)的內(nèi)部部硬件結(jié)

17、構(gòu)和和指令系統(tǒng)主主要是針對自自動控制應(yīng)用用而設(shè)計的，所所以單片機(jī)又又稱微控制器器MCU（MMicroCControoller Unit），又又由于用它可可以很容易地地將計算機(jī)嵌嵌入到各種儀儀器和現(xiàn)場控控制設(shè)備中，因因此單片機(jī)也也叫嵌入式微微控制器（EEmbeddded MCCU）。4. ARM嵌嵌入式處理器器介紹及選型型4.1 ARMM嵌入式處理理器簡介ARM微處理器器內(nèi)核是ARRM技術(shù)的核核心，目前市市場上能夠見見到的有ARRM7、ARRM9、ARRM9E、AARM10EE、SecuurCoree、ARM111，還有IIntel的的Xcalee微體系架構(gòu)構(gòu)及StroongARMM等系列。AR

18、M處理器采采用RSICC的架構(gòu)技術(shù)術(shù)，它具備小小體積，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)雙雙指令集，能能很好地兼容容8位/166位器件。4.2 ARMM微處理器的的工作模式和和異常處理從而被中斷的任任務(wù)進(jìn)入等待待狀態(tài)，運(yùn)行行被激活的高高優(yōu)先級的任任務(wù)。5.3.3 C/OSS-II操作作系統(tǒng)任務(wù)切切換任務(wù)切換有兩種種：OS_TTASK_SSW()和OOSIntCCtxSw()。任務(wù)級的任務(wù)切切換OS_TTASK_SSW()是宏宏調(diào)用，通過過軟中斷指令令來實(shí)現(xiàn)CPPU寄存器內(nèi)內(nèi)容切換。例例如：#deefine OS_TAASK_SWW() aasm(

19、“iint #332”)，具具體實(shí)現(xiàn)參見見移植文檔。任務(wù)級的任務(wù)切切換過程：中實(shí)現(xiàn)了函數(shù)iinit_ttimer_ta0()，此函數(shù)用用來初始化定定時器TA00，并將其打打開。C/OS-III中的時鐘鐘節(jié)拍服務(wù)是是在ISR中中調(diào)用OSTTimeTiick()實(shí)實(shí)現(xiàn)的。OSSTimeTTick()跟蹤所有任任務(wù)的定時器器以及超時時時限。5.4 CC/OS-III的初始化化和啟動調(diào)用uC/OOS-II的的服務(wù)之前要要先調(diào)用系統(tǒng)統(tǒng)初始化函數(shù)數(shù)OSIniit()。OOSInitt()初始化化u6. C/OOS-II在在 LPC22124 上上的移植 6.1 C/OS-III的移植簡介介所謂移植就是是使

20、個實(shí)時時內(nèi)核能在其其他的微處理理器或微控制制器上運(yùn)行。要要使I-LCCOS-III正常運(yùn)行行。處理器必必須滿足以下下要求：處理器的C編編譯器能產(chǎn)生生可重入型代代碼；處理器支持中中斷，并且能能夠產(chǎn)生定時時中斷：用C語言就可可以開、關(guān)中中斷；處理器能支持持一定數(shù)量的的輸出存儲硬硬件堆棧；處理器有將堆堆棧指 STR SSP, RR1 (118) BL OOSTaskkSwHoook ;調(diào)用用子函數(shù) (19) 堆棧指針(322) LDMFFD SP!, R44, R5 ;CCPSR,OOsEnteerSum (333) 這部分代碼基本本按照C/OS-提提供的函數(shù)原原型編寫的，其其中程序清單單（1）（1

21、18）部分 與OSCttxSw()和OSInntCtxSSw( )的的原型是沒有有對應(yīng)語句的的，寄存器應(yīng)應(yīng)當(dāng)保存到任任務(wù)的堆棧中中，但為了節(jié)節(jié)省CPU的的時間和RAAM的空間，僅僅在必要的時時候才將寄存存器保存到任任務(wù)堆棧。 OSTCBBCur-OSTCBBStkPttr=SP也也是在必要的的時候才執(zhí)行行的。最后通過中斷返返回指令恢復(fù)復(fù)R0R112，把SPPSR拷貝到到CPSR（恢恢復(fù)用戶任務(wù)務(wù)的處理器模模式和指令集集）和執(zhí)行用用戶任務(wù)（恢恢復(fù)PC指針針），這是由由程序段（337）實(shí)現(xiàn)的的。這里需要要注意的是程程序段（299）和（322）中的SPP是不同的處處理器寄存器器分別為R113和R13

22、3_SVC。(3)C/OOS-最高高任務(wù)的運(yùn)行行OSStaartHigghRdy的的編寫C/OS-啟動多任務(wù)務(wù)環(huán)境的函數(shù)數(shù)叫做OSSStart（）。用用戶在調(diào)用OOSStarrt（） 之之參考文獻(xiàn)1 任哲等等.嵌入式操作作系統(tǒng)基礎(chǔ)C/OS-II和Liinux.北京:北京航空航航天大學(xué)出版版社, 20006.22 JeanJJLabroosse, 邵貝貝譯.嵌入式實(shí)時時操作系統(tǒng)C/OSSSM.北京:北京航空航航天大學(xué)出版版社, 20004.33 Philiips公司.LPC21114/21124 Usser Maanuai.2004.4 Arnolld Berrger,呂駿譯.嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計.電子工業(yè)出出版社, 22002.5 Frankk Vahiid Tonny Givvargiss,駱麗譯,嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計.北京:北京航空航航天大學(xué)出版版社, 200046 周立功功.ARM嵌嵌入式系統(tǒng)基基礎(chǔ)教程.北北京:北京航空航航天大學(xué)出版版社,2005.7 馬文華.嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)發(fā)M . 北京:科學(xué)出版社社, 20006.8 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)礎(chǔ)M . 北京: 北京航空航航天大學(xué)出版版社, 19994.9 王田苗.嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計與實(shí)例例開發(fā)M . 北京