uCOSIII实时操作系统 七 中断与时钟管理

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uCOSIII实时操作系统 七 中断与时钟管理

2023-11-16 05:50| 来源: 网络整理| 查看: 265

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中断管理:

中断处理过程:

临界区保护:

时间管理

OSTimeTick()函数

OSTimeDly()函数

OSTimeDlyHMSM()函数(常用的)

OSTimeDlyResume()函数

中断管理: 中断处理过程:

中断是一个硬件机制,主要用来向CPU通知一个异步事件发生了,这时CPU就会将当前CPU寄存器的值入栈,然后转而执行中断服务程序,在CPU执行中断服务程序的时候有可能有更高优先级的任务就绪,那么当退出中断服务程序的时候,CPU就会直接执行这个高优先级的任务。

在UCOSIII中使用OSIntNestingCtr来记录中断嵌套次数。每进入一次中断服务函数OSIntNestingCtr就会加1。我们在编写UCOSIII的中断服务函数的时候需要使用到两个函数OSIntEnter()和OSIntExit()。OSIntExit()函数是中断级任务调度器在前面的这篇博客中有所解释 http://t.csdnimg.cn/S6MMH。

OSEnter()的函数源码:

中断服务函数在UCOSIII中如何编写???模板如下:

void XXX_Handler(void) { OSIntEnter(); //进入中断 用户自行编写的中断服务程序; //这部分就是我们的中断服务程序 OSIntExit();//触发任务切换软中断 }

注意:

XXX为不同中断源的中断名字。 调用OSIntEnter()函数来标记进入中断服务函数,并且记录中断嵌套次数。自定编写中断服务程序。退出中断服务函数的时候调用OSIntExit(),发起一次中断级的任务切换。 临界区保护:

临界段代码也叫做临界区,是指这些必须完整连续运行,不可被打断的代码段。当访问这些临界代码段的时候需要对临界代码进行保护。

当宏OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN为0时,UCOSIII使用中断的方式来保护临界段代码,当设置为1的时候,就会采用给调度器上锁的方式来保护临界段代码。 

在进入临界段代码的时候使用宏OS_CRITICAL_ENTER(),退出临界区的时候使用宏OS_CRITICAL_EXIT()或者OS_CRITICAL_EXIT_NO_SCHED()。

时间管理

时基单元:

像人的心脏一样,UCOSIII需要一个系统时钟节拍,作为系统心跳,这个时钟我们一般使用MCU的硬件定时器。Cortex-X内核中提供了一个定时器用于产生系统时钟节拍,这个定时器就是Systick。它内嵌在 NVIC 中,是一个 24 位的递减的计数器,计数器每计数一次的时间为 1/SYSCLK。当重装载数值寄存器的值递减到 0 的时候,系统定时器就产生一次中断,以此循环往复。因为 SysTick 是嵌套在内核中的,所以使得 OS 在 Cortex-M 器件中编写的定时器代码不必修改,使移植工作一下子变得简单很多。所以 SysTick 是最适合给操作系统提供时基,用于维护系统心跳的定时器。

OSTimeTick()函数

UCOSIII通过时钟节拍来对任务进行整个节拍的延时,并为等待时间的任务提供超时判断,时钟节拍中断必须调用OSTimeTick()函数。源码分析如下:

OSTimeDly()函数

OSTimeDly()函数在任务中使用的非常多,每个任务都必须是死循环,并且必须需要有阻塞的情况,否则低优先级的任务就无法被运行了,OSTimeDly()函数常使用停止当前任务的运行,延时一段时间之后在运行。

任务延时函数OSTimeDly()函数用于阻塞一定时间。这个形式的时间参数给出的值如果是N,那么在N个时间片(时钟滴答)之后,任务才能回到就绪态获得继续运行的机会。参数如果是0则不会阻塞任务。该函数我们只了解该函数的入口参数即可(内部实现有兴趣的可以看一下):

dly:   指定延时时间的长度,时间单位为时钟节拍数

opt:   指定的延时使用选项,有四种选项(和函数内部有关)

OS_OPT_TIME_DLY                   相对模式(不是很准,偶尔会相差±一个节拍)

OS_OPT_TIME_TIMEOUT         上同

OS_OPT_TIME_MATCH             绝对模式(指上电后多少个时间节拍来执行)

OS_OPT_TIME_PERIODIC         周期模式(用于长时间运行周期性延时)(常用)

p_err : 指向调用该函数后返回的错误码

OSTimeDlyHMSM()函数(常用的)

OSTimeDlyHMSM() 函数与 OSTimeDly() 函数的功能类似,也是用于停止当前任务进行的运行,延时一段时间后再运行,但是OSTimeDlyHMSM() 函数会更加直观,延时多少个小时、分钟、秒、毫秒。但是,用户若要使用 OSTimeDlyHMSM() 函数,必须将宏OS_CFG_TIME_DLY_HMSM_EN设为 1,该宏定义位于 os_cfg.h 中。

函数原型:

hours         //需要延时的小时数

minutes     //需要延时的分钟数

seconds    //需要延时的秒数

milli           //需要延时的毫秒数

opt:   相比于OSTimeDly()函数多两个选项OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT和OS_OPT_TIME_HMSM_NON_STRICT。

区别在于范围不同:

第一个:hours:0~99,minutes:0~60,seconds:0~59,milli:0~999。 第二个:hours:0~999,minutes:0~9999,seconds:0~65535,milli:0~4294967259

OSTimeDlyResume()函数

延时恢复函数:

任务在延时进入阻塞状态之后。当延时时间到了从阻塞态恢复到就绪态的时候,可以被操作系统调度执行。但是并非回到就绪态就只有之中方式,即便任务的延时时间没有到,还是可以通过OSTimeDlyResume()恢复该任务到就绪态。

对于因为等待发生而阻塞的并且设置了超时timeout时间的任务,也可以使用OSTimeDlyResume函数来恢复就好像已经等待超时了一样!但是,采用OSTaskSuspend挂起的任务,是不允许采用OSTimeDlyResume来恢复。

函数原型:

p_tcb : 需要恢复的任务的任务控制块地址

p_err :  指向调用这个函数后返回的错误码



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