嵌入式操作系統原理與應用——基於ARM Cortex系列微處理器和μC/OS-III操作系統

王峰，工學碩士，溫州大學副教授，碩士生導師。長期從事嵌入式系統與嵌入式操作系統領域的教學與科研工作。近年來致力於面向“新文科”與“新形態課程/教材”的教學改革與實踐探索。主持多項省級教學改革項目，作為第一指導教師指導學生在國家級A類競賽中多次獲得一等獎、二等獎。

 

目錄

 

 

 

 

 

第1章緒論

 

1.1帶操作系統程序與裸機程序比較

 

1.1.1多核並行

 

1.1.2中斷處理

 

1.1.3帶操作系統程序

 

1.2嵌入式系統和嵌入式操作系統

 

1.2.1嵌入式系統的定義

 

1.2.2嵌入式操作系統的定義

 

1.2.3嵌入式操作系統的特點

 

1.2.4嵌入式操作系統的功能

 

1.2.5嵌入式操作系統的分類

 

1.3嵌入式實時操作系統μC/OSⅢ簡介

 

1.3.1μC/OSⅢ的特性

 

1.3.2μC/OSⅢ的文件結構

 

1.4μC/OSⅢ、μC/OSⅡ和μC/OS的比較

 

1.5Jean J.Labrosse、Micrium、μC/OS和Silicon Labs的關系

 

習題

 

第2章μC/OSⅢ任務管理

 

2.1任務 

 

2.1.1任務定義

 

2.1.2任務組成

 

2.1.3任務分類

 

2.1.4任務狀態

 

2.1.5系統任務

 

2.1.6用戶任務代碼和用戶應用程序的一般結構

 

2.1.7任務優先級別

 

2.2任務堆棧

 

2.2.1任務堆棧的概念

 

2.2.2任務堆棧的定義和使用

 

2.3μC/OSⅢ任務控制塊

 

2.3.1任務控制塊定義

 

2.3.2任務控制塊作用

 

2.3.3任務控制塊數據結構(OS_TCB)

 

2.3.4任務控制塊對象定義

 

2.3.5任務控制塊對象初始化

 

2.4任務就緒表及任務調度 

 

2.4.1任務就緒表

 

2.4.2對任務就緒表的操作

 

2.4.3任務調度

 

2.4.4任務切換

 

2.5任務創建與刪除

 

2.5.1任務創建

 

2.5.2任務刪除

 

2.6任務掛起與恢復

 

2.6.1任務掛起

 

2.6.2任務恢復

 

2.7其他任務管理函數

 

2.7.1μC/OSⅢ鉤子函數

 

2.7.2修改任務優先級

 

2.8μC/OSⅢ的初始化和啟動

 

2.8.1μC/OSⅢ初始化

 

2.8.2μC/OSⅢ啟動

 

習題

 

第3章μC/OSⅢ中斷、時鐘和時間管理

 

3.1μC/OSⅢ的中斷管理

 

3.1.1μC/OSⅢ中斷處理過程

 

3.1.2直接發布和延遲發布

 

3.1.3μC/OSⅢ的臨界段代碼保護

 

3.2μC/OSⅢ的時鐘管理

 

3.2.1μC/OSⅢ的系統時鐘、系統節拍、時鐘節拍

 

3.2.2μC/OSⅢ的系統時鐘節拍中斷的中斷服務程序

 

3.3μC/OSⅢ的時間管理

 

3.3.1任務延時

 

3.3.2取消任務延時

 

3.3.3設置和獲取系統時間

 

習題

 

第4章μC/OSⅢ軟件定時器

 

4.1軟件定時器簡介

 

4.2軟件定時器控制塊

 

4.3軟件定時器初始化

 

4.4軟件定時器操作

 

4.4.1軟件定時器、任務、中斷服務程序之間的關系

 

4.4.2軟件定時器的API函數

 

4.5軟件定時器例程

 

習題

 

第5章μC/OSⅢ任務掛起表

 

5.1任務掛起表

 

5.2任務等待對象控制塊

 

5.3任務掛起數據表

 

5.4綜合實例

 

習題

 

第6章μC/OSⅢ信號量、互斥型信號量和任務內嵌信號量

 

6.1任務間的同步與通信

 

6.1.1任務間同步

 

6.1.2任務間通信

 

6.1.3內核對象和事件

 

6.2μC/OSⅢ信號量

 

6.2.1信號量

 

6.2.2信號量控制塊

 

6.2.3信號量操作

 

6.2.4信號量例程

 

6.3μC/OSⅢ互斥型信號量和優先級反轉

 

6.3.1優先級反轉

 

6.3.2互斥型信號量

 

6.3.3互斥型信號量控制塊

 

6.3.4互斥型信號量操作

 

6.3.5互斥型信號量例程

 

6.4μC/OSⅢ任務內嵌信號量

 

6.4.1任務內嵌信號量

 

6.4.2任務內嵌信號量操作

 

6.4.3任務內嵌信號量例程

 

習題

 

第7章μC/OSⅢ消息隊列和任務內嵌消息隊列

 

7.1μC/OSⅢ消息隊列

 

7.1.1消息隊列核心概念與數據結構解析

 

7.1.2消息隊列操作

 

7.1.3消息隊列例程

 

7.2μC/OSⅢ任務內嵌消息隊列

 

7.2.1任務內嵌消息隊列

 

7.2.2任務內嵌消息隊列操作

 

7.2.3任務內嵌消息隊列例程

 

習題

 

第8章μC/OSⅢ事件標誌組

 

8.1事件標誌組

 

8.1.1事件標誌列表

 

8.1.2事件標誌組控制塊

 

8.1.3事件標誌組、任務、中斷服務程序之間的關系

 

8.2事件標誌組操作

 

8.2.1事件標誌組程序關鍵代碼

 

8.2.2事件標誌組的API函數

 

8.3事件標誌組例程

 

習題

 

第9章μC/OSⅢ同時等待多個內核對象

 

9.1同時等待多個內核對象

 

9.2同時等待多個內核對象的操作

 

9.3綜合實例

 

習題

 

第10章μC/OSⅢ內存管理

 

10.1內存管理簡介

 

10.2內存分區控制塊

 

10.3內存分區操作

 

10.3.1創建內存分區

 

10.3.2從內存分區中獲得內存塊

 

10.3.3將內存塊歸還到內存分區中

 

10.4內存分區例程

 

習題

 

第11章移植μC/OSⅢ到STM32系列微控制器上

 

11.1STM32的裸機工程模板

 

11.2下載μC/OSⅢ源碼文件

 

11.3μC/OSⅢ源碼文件介紹

 

11.3.1EvalBoards文件夾

 

11.3.2μCCPU文件夾

 

11.3.3μCLIB文件夾

 

11.3.4μC/OSⅢ文件夾

 

11.4μC/OSⅢ移植

 

11.4.1復制相應的μC/OSⅢ源文件到工程中

 

11.4.2添加相應的μC/OSⅢ源文件路徑到工程中

 

11.4.3新建文件分組和添加文件到對應分組

 

11.4.4具體的工程文件修改

 

11.4.5編譯下載

 

11.4.6單任務工程

 

11.4.7多任務工程

 

習題

 

附錄AμC/OSⅢ API函數

 

A.1任務管理

 

A.2時間管理

 

A.3互斥型信號量——資源管理

 

A.4事件標誌組——同步

 

A.5信號量——同步

 

A.6任務信號量——同步

 

A.7消息隊列——消息傳遞

 

A.8任務消息隊列——消息傳遞

 

A.9等待多個對象

 

A.10定時器

 

A.11固定大小的存儲分區——存儲管理

 

參考文獻