嵌入式系统学习——STM32之UCOS-III任务基础API、时间片轮转调度和系统任务

秒速五厘米 2022-06-15 08:38 500阅读 0赞

上一篇博客介绍了UCOS-III任务处理的方式，这一篇博客主要讲一下UCOS-III的任务基础API函数。

# 任务的创建： #

UCOSIII中要想使用任务，第一件事就是创建一个任务，创建任务使用函数OSTaskCreate()。

//创建任务1
    	OSTaskCreate ((	OS_TCB   *  )  &TASK1_TaskTCB,			//TCB控制块
    				  ( CPU_CHAR *  )  "task1 task",			//任务名称
    				  ( OS_TASK_PTR )   task1_task,				//任务函数
    				  ( void     *  )   0,						//任务函数参数
    				  ( OS_PRIO     )   TASK1_TASK_PRIO,		//优先级
    				  ( CPU_STK  *  )   TASK1_TASK_STK,			//任务堆栈
    				  ( CPU_STK_SIZE)   TASK1_STK_SIZE/10,		//栈深
    				  ( CPU_STK_SIZE)   TASK1_STK_SIZE,			//堆栈大小
    				  ( OS_MSG_QTY  )   0,						//任务内建消息队列
    				  ( OS_TICK     )   0,						//时间片轮转
    				  ( void     *  )   0,						//数据扩展区
    				  ( OS_OPT      )   OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR,		//选项 堆栈设置 清零
    				  ( OS_ERR   *  )   &err);

# 任务的删除 #

如果我们不想使用某个任务了就可将其删除，删除任务使用函数OSTaskDel(),函数原型如下：

void  OSTaskDel (OS_TCB  *p_tcb,
                     OS_ERR  *p_err)

1、删除某个任务以后，它占用的OS\_TCB和堆栈就可以再次利用来创建其他的任务。  
   2、尽管UCOSIII允许在系统运行中删除任务，但是应该尽量避免这种操作，如果这个任务可能占有与其他任务共享的资源，在删除此任务之前这个被占有的资源没有被释放就有可能导致奇怪的结果。

# 任务挂起 #

当我们想暂停某个任务，但是又不想删除掉这个任务的时候就可以使用函数OSTaskSuspend()来将这个任务挂起，函数原型如下：

void   OSTaskSuspend ( OS_TCB  *p_tcb,
                           OS_ERR  *p_err)

# 任务恢复 #

void  OSTaskResume (OS_TCB  *p_tcb,
                        OS_ERR  *p_err)

# UCOSIII时间片轮转调度 #

时间片轮转调度器用于时间片轮转调度，为函数OS\_SchedRoundRobin(),  
此函数由OSTimeTick或者OS\_IntQTask()调用，函数在文件os\_core.c中定义。

OSSchedRoundRobinCfg()函数：

如果我们想要使用UCOSIII的时间片轮转调度的话不仅要将宏OS\_CFG\_SCHED\_ROUND\_ROBIN\_EN置1，还需要调用函数OSSchedRoundRobinCfg()，函数原型如下

void  OSSchedRoundRobinCfg (CPU_BOOLEAN   en,
                                 OS_TICK       dflt_time_quanta,
                                 OS_ERR       *p_err)

OSSchedRoundRobinYield()函数：

当一个任务想要放弃本次时间片的时候，就可以调用该函数，函数原型如下：

void  OSSchedRoundRobinYield (OS_ERR  *p_err)

函数OSSchedRoundRobinYield()使用示例如下：

void Task(void *p_arg)
    {
         OS_RR err;
         while(1)
         {
    	……
     	OSSchedRoundRobinYield(&err);
    	…..
         }
    }

# UCOSIII系统内部任务 #

**空闲任务：**

空闲任务特点：  
     1、空闲任务是UCOSIII创建的第一个任务。  
     2、空闲任务是UCOSIII必须创建的。     3、空闲任务优先级总是为OS\_CFG\_PRIO\_MAK-1。  
     4、空闲任务中不能调用任何可使空闲任务进入等待态的函数！

**时钟节拍任务：**

时钟节拍任务用来跟踪任务延时和任务等待超时，任务函数为OS\_TickTask()，是UCOSIII必须创建的一个任务，任务优先级用宏OS\_CFG\_TICK\_TASK\_PRIO来定义 ，一般时钟节拍任务的任务应该设置一个相对较高的优先级。

**统计任务：**

在UCOSIII中统计任务可用来统计CPU的使用率、各个任务的CPU使用率和各任务的堆栈使用情况，默认情况下统计任务是不会创建的。如果要开启统计任务的话需要做如下步骤：  
    1、将宏OS\_CFG\_STAT\_TASK\_EN置1。  
    2、必须在main函数创建的以一个任务也是唯一的一个应用任务里面调用函数OSStatTaskCPUUsageInit()。  
    3、统计任务的优先级通过宏OS\_CFG\_STAT\_TASK\_PRIO来设置，一般设置OS\_CFG\_PRIO\_MAX-2,也就是倒数第二个优先级。

**定时任务：**

UCOSIII提供软件定时器功能，定时任务是可选的，将宏OS\_CFG\_TMR\_EN设置为1就会使能定时任务，在OSInit()中将会调用函数OS\_TmrInit()来创建定时任务。定时任务的优先级通过宏OS\_CFG\_TMR\_TASK\_PRIO定义，ALIENTEK默认将定时器任务优先级设置为2。

**中断服务管理任务：**

当把os\_cfg.h文件中的宏OS\_CFG\_ISR\_POST\_DEFERRED\_EN置1就会使能中断服务管理任务，当ISR(中断服务函数)调用UCOSIII提供的“post”函数时，要发送的数据和发送的目的地都会存入一个特别的缓冲队列中，当所有嵌套的ISR都执行完成以后UCOSIII会做任务切换，运行中断服务管理任务，该任务会把缓存队列中存放的信息重发给相应的任务。这样做的好处就是可以减少中断关闭的时间，否则，在ISR中还需要把任务从等待列表中删除，并把任务放入就绪表，以及做一些其他的耗时操作。  
    **中断服务管理任务的优先级永远为0，不可更改！**

UCOSIII钩子函数：

钩子函数一般主要是用来扩展其他函数(任务)功能的，钩子函数有如下几个：  
    1、OSIdleTaskHook()，空闲任务调用这个函数，可以用来让CPU进入低功耗模式  
    2、OSInitHook()，系统初始化函数OSInit()调用此函数。  
    3、OSStatTaskHook(),统计任务每秒中都会调用这个函数，此函数允许你向统计任务中添加自己的应用函数。  
    4、OSTaskCreateHook(),任务创建的钩子函数。  
    5、OSTaskDelHook(),任务删除的钩子函数。  
    6、OSTaskReturnHook(),任务意外返回时调用的钩子函数，比如删除某个任务  
    7、OSTaskSwHook(),任务切换时候调用的钩子函数。  
    8、OSTimeTickHook()，滴答定时器调用的钩子函数。

[任务创建和删除keil工程][keil]   [任务挂起和恢复keil工程][keil 1]   [时间片轮转调度keil工程][keil 2]

参考：[开源电子网][Link 1]   [STM32中文参考手册][STM32]

[keil]: http://pan.baidu.com/s/1dFteChV
[keil 1]: http://pan.baidu.com/s/1jI1HVvS
[keil 2]: http://pan.baidu.com/s/1kVC5l7D
[Link 1]: http://www.openedv.com/
[STM32]: http://pan.baidu.com/s/1hr7BuG8