uC/OS-III 创建第一个任务（For STM32）
日期：2024-3-30 23:55，结尾总结了今天学习的一些小收获
本博客对应的项目源码工程
源码项目工程
1. 首先定义错误码变量
// 用于使用uC/OS函数时返回错误码
OS_ERR err;
2. 定义任务控制块
// 定义任务控制块，用于描述一个任务
OS_TCB p_tcb;
3. 初始化OS，如果有错误则通过 err 判断
// 初始化 uC/OS-III 中的内部变量和数据结构
OSInit(&err);
-
OSInit() 会初始化 uC/OS-III 的内部变量和数据结构，并创建2~5个系统任务。例如至少会创建空闲任务（OS_IdleTask）和时钟节拍任务
-
空闲任务主要在其他任务不运行的时候运行，空闲任务优先级最低，默认为63（uC/OS的优先级规则是数字越小优先级越高，默认0~63）
-
还可能创建统计任务（OS_StackTask()）、定时任务（OS_TmrTask()）、中断处理队列管理任务（OS_IntQTask()）
-
OSInit() 函数注释
/*
注释者：晨少
日期：2024年3月29日
地点：宿舍
*/
void OSInit (OS_ERR *p_err)
{
#if (OS_CFG_ISR_STK_SIZE > 0u)
CPU_STK *p_stk; // CPU_STK： unsigned int 的宏定义
CPU_STK_SIZE size; // CPU_STK_SIZE：unsigned int 的宏定义
#endif
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL // 系统是否需要符合安全关键（Safety Critical）的需求，在航天、医疗、核电等领域需要用到
// 开启安全关键后，会自动检查栈溢出、检查系统各个地方是否有出现错误的可能
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
// 在系统初始化时可插入一些自定义操作
OSInitHook(); /* Call port specific initialization code */
// 清除中断嵌套计数器
OSIntNestingCtr = 0u; /* Clear the interrupt nesting counter */
// 初始化系统运行状态，当前未启动多任务
OSRunning = OS_STATE_OS_STOPPED; /* Indicate that multitasking has not started */
// 清除锁嵌套计数
OSSchedLockNestingCtr = 0u; /* Clear the scheduling lock counter*/
// 初始化两个指针，一个是指向当前正在运行的TCB的指针，一个是指向当前最高优先级的TCB的指针
OSTCBCurPtr = (OS_TCB *)0; /* Initialize OS_TCB pointers to a known state */
OSTCBHighRdyPtr = (OS_TCB *)0;
// 初始化当前运行任务的优先级 & 最高优先级任务的优先级
OSPrioCur = 0u; /* Initialize priority variables to a known state */
OSPrioHighRdy = 0u;
#if (OS_CFG_SCHED_LOCK_TIME_MEAS_EN > 0u)
OSSchedLockTimeBegin = 0u;
OSSchedLockTimeMax = 0u;
OSSchedLockTimeMaxCur = 0u;
#endif
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508
OSSafetyCriticalStartFlag = OS_FALSE;
#endif
#if (OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u)
// 禁用/启动循环调度
OSSchedRoundRobinEn = OS_FALSE;
// OSCfg_TickRate_Hz默认值1000u，即1s有1000个节拍，一个节拍是1ms
// 那么时间片轮转时长就是 1000u/10u = 100u ，即100ms
OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta = OSCfg_TickRate_Hz / 10u;
#endif
#if (OS_CFG_ISR_STK_SIZE > 0u)
// 清除异常堆栈，进行堆栈检查
// 将p_stk设为ISR栈的基地址
p_stk = OSCfg_ISRStkBasePtr; /* Clear exception stack for stack checking. */
// 如果p_stk为空，说明没有分配ISR栈空间；
// 反之如果不为空，说明分配了ISR栈空间，则需要对ISR栈空间清零初始化
if (p_stk != (CPU_STK *)0) {
size = OSCfg_ISRStkSize;
while (size > 0u) {
size--;
*p_stk = 0u;
p_stk++;
}
}
// 检查任务堆栈溢出功能
// 根据栈的生长方向，将栈底的8个字节初始化为特定值0x5432DCBAABCD2345UL
// 该区域叫做红区，通过判断红区数据是否被修改，来判断栈是否溢出
#if (OS_CFG_TASK_STK_REDZONE_EN > 0u) /* Initialize Redzoned ISR stack */
OS_TaskStkRedzoneInit(OSCfg_ISRStkBasePtr, OSCfg_ISRStkSize);
#endif
#endif
...
...
// 初始化优先级位表，将空闲任务插入到优先级列表中
OS_PrioInit(); /* Initialize the priority bitmap table */
// 初始化就绪优先级链表，链表结构体见 OS_RDY_LIST
OS_RdyListInit(); /* Initialize the Ready List */
...
...
// 系统配置初始化，例如空闲任务、中断ISR、消息队列等
OSCfg_Init();
// 系统初始化完成
OSInitialized = OS_TRUE; /* Kernel is initialized */
}
4. 使用 OSTaskCreate 创建第一个任务，使用 OSStart 开始运行系统
...
/* 定义栈区域 */
#define TASK_START_STK_SIZE 100 // 栈深度，单位4字节，最小 64 * 4字节
CPU_STK MyTask1_StartStk[TASK_START_STK_SIZE];
/* 任务函数 */
void MyTask1(void *p_arg);
int main(void)
{
...
...
// 创建第一个uC/OS任务
OSTaskCreate ((OS_TCB *)&p_tcb, // 任务控制块地址
(CPU_CHAR *)"MyTask1", // 任务名
(OS_TASK_PTR )MyTask1, // 任务函数地址
(void *)0, // 参数
(OS_PRIO )3, // 任务优先级
(CPU_STK *)&MyTask1_StartStk[0], // 任务栈空间基地址
(CPU_STK_SIZE )TASK_START_STK_SIZE/10, // 代表栈溢出警告之前栈内应该剩余的空间，即栈极限深度
(CPU_STK_SIZE )TASK_START_STK_SIZE, // 任务栈深度，单位4字节
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void *)0,
// 任务可选项，创建任务时清空栈空间，运行时检查任务栈的使用情况
(OS_OPT )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
(OS_ERR *)&err);
// 启动OS
OSStart(&err);
}
5. 第一个任务，先使用不精确的演示来做
//微秒级的延时
void delay_us(uint32_t delay_us)
{
volatile unsigned int num;
volatile unsigned int t;
for (num = 0; num < delay_us; num++)
{
t = 11;
while (t != 0)
{
t--;
}
}
}
//毫秒级的延时
void delay_ms(uint16_t delay_ms)
{
volatile unsigned int num;
for (num = 0; num < delay_ms; num++)
{
delay_us(1000);
}
}
/*
uC/OS 任务
*/
char flag1 = 0; // 需要定义成全局变量才能添加到仿真中的逻辑分析仪
void MyTask1(void *p_arg)
{
while(1)
{
flag1 = 0;
delay_ms(200);
flag1 = 1;
delay_ms(200);
}
}
6. 使用仿真，使用逻辑分析仪来看变量的变化
需要先改几个地方
（1）设置频率为8MHz
（2）勾选仿真
（3）将原本的DCM.DLL改成 DARMSTM.DLL ，Parameter 修改为自己的板子型号，例如 -pSTM32F103C8
（4）将 flag1 变量添加到逻辑分析仪中
（5）一键运行，观察逻辑分析仪
可以观察到 flag1 变量的变化，由于延时不是很精确，可以看到跳变周期为约为 0.3925s
（6）将flag1改为LED闪烁功能
void MyTask1(void *p_arg)
{
while(1)
{
LED(ON);
delay_ms(200);
LED(OFF);
delay_ms(200);
}
}
PS：
收获1：局部变量和 static 类型的变量不能添加到仿真中的逻辑分析仪
收获2：UCOS-III 的任务栈有最小显示，单位不是字，而是4个字节
// 在 os_cfg.h 中
// 最小任务栈大小（单位4字节）
#define OS_CFG_STK_SIZE_MIN 64u /* Minimum allowable task stack size
收获3：了解到任务栈的深度标记，代表栈溢出警告之前栈内应该剩余的空间，即栈极限深度，在本例中,当剩余栈空间小于任务栈空间的10%时,就达到了栈极限深度。
