來源：轉載自21ic論壇極海半導體專區

最近我開始學習 uC/OS-III 實時操作系統，并著手將其移植到APM32F407 開發板上。在這個過程中，我遇到了許多有趣的挑戰和發現，也感受到了操作系統帶來的強大功能和靈活性。

在這篇帖子中，我打算分享我的學習經驗和移植過程，包括如何開始學習uC/OS-III、配置步驟、移植過程中遇到的問題以及解決方法。我希望通過這篇帖子，能夠幫助那些和我一樣對操作系統感興趣的朋友們，一起探索如何在APM32F407 上應用 uC/OS-III。

1. uC/OS-III簡介：

uC/OS-III，又稱微型C語言編寫的操作系統第3版，是一個基于優先級的實時內核，可升級和固化。它無限制地支持任務個數，并且作為第三代內核，擁有現代實時內核所需的基本功能，例如資源管理、同步和任務間通信。值得注意的是，uC/OS-III具有獨特的功能，如完整的運行時性能測量、直接向任務發送信號或消息，以及任務可以同時等待多個內核對象。

簡單來說，uC/OS-III是一個可擴展和穩固的實時內核，可以管理無限數量的任務。它滿足現代實時內核的期望，提供資源管理、同步和任務間通信等功能。它的獨特之處在于能夠在運行時測量性能、直接向任務發送信號或消息，以及任務可以同時等待多個信號或消息隊列。

下面是一個列出了uC/OS-III的功能的簡單表格：

這些功能使得uC/OS-III成為一個強大、靈活且功能豐富的實時操作系統，適用于各種嵌入式系統和實時應用場景。

2.移植流程

?一、uCOS-III系統文件獲取

我這里提供了兩種下載方式，如下。

1.網盤鏈接下載：https://pan.baidu.com/s/1nHZjj2A40qW_jbbODOXfOw?pwd=762k

2.官方下載：https://github.com/weston-embedded

以下是點擊官方下載的鏈接后，需要下載的源文件。

① uc-os3源碼下載

② uc-lib源碼下載

③ uc-cpu源碼下載 ?

??二、添加ucos-III系統文件

1、去極海官網（https://geehy.com/apm32?id=47）下載APM32F407SDK，打開Examples文件夾，復制一份Template模板，新建ucos-III文件夾，把下載的源碼文件全部都復制進去。??

2、打開mdk工程，新建一些文件目錄。

?3、向ucos_cpu中添加文件

打開uCOSIIIuC-CPU文件目錄，添加cpu_core.c文件。?

打開uCOSIIIuC-CPUARM-Cortex-MARMv7-M文件目錄，添加cpu_c.c。

打開uCOSIIIuC-CPUARM-Cortex-MARMv7-MARM文件目錄，添加cpu_a.asm。

?4、向ucos_lib中添加文件。

打開uCOSIIIuC-LIB文件目錄，添加該文件目錄下的所有.c文件。?

?5、向ucos_source中添加文件。

打開uCOSIIIuC-OS3Source文件目錄，添加除了__dbg_uCOS-III.c文件的其余所有文件。?

?6、向ucos_port中添加文件。

打開uCOSIIIuC-OS3PortsARM-Cortex-MARMv7-MARM文件目錄，添加該目錄下所有文件。?

打開uCOSIIIuC-OS3PortsARM-Cortex-MARMv7-M文件目錄，添加os_cpu_c.c。

7、向ucos_misc中添加文件。

打開uCOSIIIuC-CPUBSPTemplate文件目錄，添加bsp_cpu.c。?

8、添加頭文件。

三、編寫代碼

?1、編寫app_cfg.h文件。

ucos-III是沒有提供app_cfg.h這個文件的，我們需要手動編寫。在uCOSIII下新建app_cfg.h，添加如下代碼。 ?

/* ********************************************************************************************************* * EXAMPLE CODE * * This file is provided as an example on how to use Micrium products. * * Please feel free to use any application code labeled as 'EXAMPLE CODE' in * your application products. Example code may be used as is, in whole or in * part, or may be used as a reference only. This file can be modified as * required to meet the end-product requirements. * * Please help us continue to provide the Embedded community with the finest * software available. Your honesty is greatly appreciated. * * You can find our product's user manual, API reference, release notes and * more information at https://doc.micrium.com. * You can contact us at www.micrium.com. ********************************************************************************************************* */ #ifndef APP_CFG_MODULE_PRESENT #define APP_CFG_MODULE_PRESENT /* ********************************************************************************************************* * MODULE ENABLE / DISABLE ********************************************************************************************************* */ /* ********************************************************************************************************* * TASK PRIORITIES ********************************************************************************************************* */ #define APP_CFG_TASK_START_PRIO 2u #define APP_CFG_TASK_1_PRIO 3u #define APP_CFG_TASK_2_PRIO 4u /* ********************************************************************************************************* * TASK STACK SIZES ********************************************************************************************************* */ #define APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE 128u #define APP_CFG_TASK_BLINKY_STK_SIZE 128u #define APP_CFG_TASK_1_STK_SIZE 512u #define APP_CFG_TASK_2_STK_SIZE 512u /* ********************************************************************************************************* * TRACE / DEBUG CONFIGURATION ********************************************************************************************************* */ #ifndef TRACE_LEVEL_OFF #define TRACE_LEVEL_OFF 0 #endif #ifndef TRACE_LEVEL_INFO #define TRACE_LEVEL_INFO 1 #endif #ifndef TRACE_LEVEL_DBG #define TRACE_LEVEL_DBG 2 #endif #define APP_CFG_TRACE_LEVEL TRACE_LEVEL_OFF #define APP_CFG_TRACE printf #define BSP_CFG_TRACE_LEVEL TRACE_LEVEL_OFF #define BSP_CFG_TRACE printf #define APP_TRACE_INFO(x) ((APP_CFG_TRACE_LEVEL >= TRACE_LEVEL_INFO) ? (void)(APP_CFG_TRACE x) : (void)0) #define APP_TRACE_DBG(x) ((APP_CFG_TRACE_LEVEL >= TRACE_LEVEL_DBG) ? (void)(APP_CFG_TRACE x) : (void)0) #define BSP_TRACE_INFO(x) ((BSP_CFG_TRACE_LEVEL >= TRACE_LEVEL_INFO) ? (void)(BSP_CFG_TRACE x) : (void)0) #define BSP_TRACE_DBG(x) ((BSP_CFG_TRACE_LEVEL >= TRACE_LEVEL_DBG) ? (void)(BSP_CFG_TRACE x) : (void)0) #endif

?這段代碼是uC/OS-III示例程序的配置文件，定義了一些任務優先級、任務堆棧大小以及跟蹤/調試配置相關的宏。以下是每個定義的宏的作用：

1. 任務優先級(`APP_CFG_TASK_START_PRIO`, `APP_CFG_TASK_1_PRIO`, `APP_CFG_TASK_2_PRIO`)：

- 定義了不同任務的優先級，用于確定任務在多任務系統中的執行順序。數字越小，優先級越高。?

?2. 任務堆棧大小(`APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE`, `APP_CFG_TASK_BLINKY_STK_SIZE`,`APP_CFG_TASK_1_STK_SIZE`, `APP_CFG_TASK_2_STK_SIZE`)：

- 定義了不同任務所使用的堆棧大小。堆棧大小越大，任務能夠使用的局部變量和函數調用深度就越大。

3. 跟蹤/調試配置：

- `TRACE_LEVEL_OFF`、`TRACE_LEVEL_INFO` 和`TRACE_LEVEL_DBG` 定義了跟蹤信息的級別。在這里，`TRACE_LEVEL_OFF` 表示關閉跟蹤，`TRACE_LEVEL_INFO` 表示僅輸出信息級別的跟蹤，`TRACE_LEVEL_DBG`表示輸出調試級別的跟蹤。

-`APP_CFG_TRACE_LEVEL` 和 `BSP_CFG_TRACE_LEVEL` 分別定義了應用程序和 BSP (Board Support Package) 的跟蹤級別。

- `APP_CFG_TRACE` 和 `BSP_CFG_TRACE` 是跟蹤輸出函數的宏定義。在這里，它們被定義為`printf`，表示將跟蹤信息輸出到標準輸出設備（通常是串口）。?

?4. 跟蹤輸出宏 (`APP_TRACE_INFO`,`APP_TRACE_DBG`, `BSP_TRACE_INFO`, `BSP_TRACE_DBG`)：

- 這些宏用于根據跟蹤級別輸出相應級別的跟蹤信息。當跟蹤級別高于宏定義的級別時，才會輸出相應級別的跟蹤信息，否則會被忽略。

2、編寫main函數。

我已經編寫了一個使用ucos-iii的簡單的示例代碼，代碼如下。

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url] main.c * * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Main program body * * [url=home.php?mod=space&uid=895143]@version[/url] V1.0.3 * * [url=home.php?mod=space&uid=212281]@date[/url] 2023-07-31 * * @attention * * Copyright (C) 2021-2023 Geehy Semiconductor * * You may not use this file except in compliance with the * GEEHY COPYRIGHT NOTICE (GEEHY SOFTWARE PACKAGE LICENSE). * * The program is only for reference, which is distributed in the hope * that it will be useful and instructional for customers to develop * their software. Unless required by applicable law or agreed to in * writing, the program is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT * ANY WARRANTY OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the GEEHY SOFTWARE PACKAGE LICENSE for the governing permissions * and limitations under the License. */ /* Includes */ #include "main.h" #include "Board.h" #include #include #include #define DEBUG_USART USART1 /** @addtogroup Examples @{ */ /** @addtogroup Template @{ */ /** @defgroup Template_Functions Functions @{ */ #define STACK_SIZE 128 // Stack size for LED task #define LED_TASK_PRIO 5 // Priority for LED task #define SERIAL_TASK_PRIO 6 // Priority for serial print task OS_TCB ledTaskTCB; // Task Control Block for LED task OS_TCB serialTaskTCB; // Task Control Block for serial print task CPU_STK ledTaskStk[STACK_SIZE]; // Stack for LED task CPU_STK serialTaskStk[STACK_SIZE]; // Stack for serial print task OS_FLAG_GRP ledFlagGrp; // Event flag group for LED task void ledTask(void *p_arg); void serialPrintTask(void *p_arg); /*! * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Main program * * @param None * * @retval None */ int main(void) { USART_Config_T usartConfig; /* Configure US

???我們可以簡單分析一下這段代碼，這段代碼實現了兩個任務：LED任務 (`ledTask`) 和串行打印任務(`serialPrintTask`)。以下是代碼的主要功能和實現細節：

1. 任務優先級和堆棧大小定義：

- 定義了LED任務和串行打印任務的優先級 (`LED_TASK_PRIO` 和`SERIAL_TASK_PRIO`)，以及任務堆棧大小 (`STACK_SIZE`)。

- 定義了LED任務和串行打印任務的任務控制塊 (TCB) 和堆棧數組。

2. uC/OS-III初始化：

- 使用`OSInit()` 函數初始化uC/OS-III。

3. 串口和LED初始化：

- 配置了USART1作為調試串口，并初始化LED2和LED3。

4. 任務創建：

- 使用`OSTaskCreate()` 函數創建LED任務和串行打印任務。

- `ledTask` 函數用于定期切換LED狀態，并通過設置事件標志組通知串行打印任務。

- `serialPrintTask`函數等待事件標志組的設置，然后通過串口打印消息。

5. 事件標志組創建：

- 使用`OSFlagCreate()` 函數創建了一個名為 "LED Flags" 的事件標志組 (`ledFlagGrp`)。

6. 多任務啟動：

- 使用`OSStart()` 函數啟動uC/OS-III多任務調度。

7. 主循環：

- 在`main` 函數的無限循環中，沒有具體的操作，只是用來保持程序運行。

8. LED控制和定時延遲：

- `ledTask` 定期切換LED2和LED3的狀態，然后通過設置事件標志組通知串行打印任務。

- `serialPrintTask`等待事件標志組的設置，并在收到通知后通過USART串口打印消息。

9. 系統時鐘設置：

- 使用`SysTick_Config()` 函數配置系統時鐘，用于提供定時功能。

總體來說，這份代碼展示了如何使用uC/OS-III創建并管理多個任務，通過事件標志組實現任務之間的同步，以及使用USART進行串行通信。

四、編譯與下載

初次編譯時會報錯，原因是ucos-iii系統文件中已經實現了這兩個中斷服務函數。

注釋apm32f4xx_int.c中這兩個中斷服務函數的實現，再次編譯。

編譯無誤，下載代碼。

可以看到LED每隔0.5s翻轉一次，當 LED的狀態變化時，串口都會打印一串信息。（這里LED翻轉的現象就不上傳了）

注：文章作者在原帖中提供了例程文件，有需要請至原文21ic論壇下載

原文地址：https://bbs.21ic.com/icview-3364670-1-1.html