《嵌入式实时操作系统实践》课程建设
嵌入式实时操作系统课程设计
嵌入式实时操作系统课程设计一、设计背景嵌入式实时操作系统是嵌入式系统开发中必须掌握的核心技术，其设计优化能够有效提高嵌入式系统的稳定性和性能。
本课程设计旨在让学生深入理解嵌入式实时操作系统的工作原理与实现方式，并通过实践项目锻炼学生的实际动手能力和团队协作能力。
二、设计目标1.理解嵌入式系统的实时性概念和要求，学习实时操作系统的基本知识和概念；2.掌握常用的嵌入式实时操作系统的开发平台和工具，如Keil、IAR等；3.熟悉UC/OS、FreeRTOS等常用嵌入式实时操作系统的应用开发方法及其原理；4.能够独立设计并实现简单的嵌入式实时操作系统应用程序，如定时器、任务调度等；5.具备团队协作能力，并学会如何在团队项目中分工协作，有效沟通，及时交流。
三、课程设计内容1. 环境搭建1.1 硬件平台介绍1.2 软件平台介绍1.3 环境搭建指导2. 嵌入式实时操作系统基础知识2.1 实时操作系统概述2.2 实时系统的特点2.3 实时系统的需求2.4 实时操作系统的分类3. 实时操作系统UC/OS3.1 UC/OS的特点和优势3.2 UC/OS的基本结构3.3 UC/OS的体系结构和应用开发3.4 实验：使用UC/OS实现任务调度4. 实时操作系统FreeRTOS4.1 FreeRTOS的特点和优势4.2 FreeRTOS的基本结构4.3 FreeRTOS的体系结构和应用开发4.4 实验：使用FreeRTOS实现任务调度5. 项目实践5.1 项目背景介绍5.2 项目需求分析5.3 项目设计5.4 项目实现5.5 项目测试与调试四、课程设计评估本课程通过理论学习与实践项目相结合的方式，让学生深入了解和掌握嵌入式实时操作系统的基础知识与实现方法，并通过实践锻炼学生的实际动手能力和团队协作能力。
评估采用定期考试、实践项目、小组展示和课程论文等方式进行，综合考核学生的理论与实践能力。
五、结语嵌入式实时操作系统作为嵌入式系统开发中不可或缺的重要技术，通过本课程设计的学习和实践，不仅可以深入了解这一技术的背景和原理，还可以提高学生的实际动手能力和团队协作能力，有助于学生今后的嵌入式系统开发工作。
独立学院《嵌入式系统》实验及实践教学探索
２ 《 嵌 入 式 系 统》 实 验及 实 践 课 程 建 设
我 院 是 独 立 学 院 ．招 收 的学 生 主 要 来 自高考 的 第 三批 次 ． 学 生 的主要特点 是兴趣 广泛 ． 思维灵 活 ． 但 基 础薄 弱 ， 学 习 自觉 性 不 够 ， 不 习惯 理 论 学 习 和思 考 。 如 何在 帮助学生打好基础 的同时 ． 提 高 学 生 的动 手 能 力 ． 培 养 出 适 合 用 人 单 位 的技 术 型 人 才 ．是 当前 面 临 的主 要 问题 ， 为此 ． 本 院作 了 以下 探 索
《 嵌入 式系统 》 是一 门实践 性很强 的课 程 ， 如 果 只 是 注 重 于 理 论 知 识 的 灌输 ． 缺乏实践性训 练 ． 无 异 于 纸 上谈 兵 ． 因此 ． 只有 在 教 学 过 程 中充 分 融 人 实 验 和 实 践 教 学 ．在 提 高 学 生 理 论 知 识 的 同时 ．培 养 学 生 独 立 思 考、 实践动手 、 综 合 运 用 知 识 的能 力 才 是 嵌 入 式 教 学 的
０ 引
言
课 教 师 和 实 验 技 术 人 员 所 面 临 的 一 个 难 题
（ ２ ） 面 向应 用 ， 实践 性 强
嵌 入 式 系 统 是 嵌 入 到 对 象 体 中 的 专 用 计 算 机 系 统， 其 应用 涉及 金融 、 航天 、 网络 、 电信 、 信息 家 电 、 医
疗、 工业 控制 、 军 事 等 各 个 领 域 。甚 至 于 有 些 学 者 断 言
王春 明 ． 陈儒 敏
（ 北 京 科 技 大 学 天 津 学 院信 息 工 程 系 ， 天津 ３ ０ １ ８ ３ ０ ） 摘 要 ：《 嵌 入 式 系统 》 课 程 是 一 门侧 重 实践 和 应 用 的课 程 ， 注 重 培 养 学 生 的 实 际动 手 能 力 。 分析 《 嵌
嵌入式实时操作系统UC教案
嵌入式实时操作系统UC教案嵌入式实时操作系统UC/OS-II原理及应用第1章嵌入式实时操作系统的基本概念1.1 计算机操作系统1.1.1 什么是计算机操作系统1、计算机体系构架2、操作系统的作用：1）对计算机系统的主要资源进行管理；2）向计算机用户提供相关服务；3）隐藏计算机硬件，为应用程序提供透明的操作环境。
1.1.2 操作系统的作用和功能1、操作系统的作用为应用程序提供一个界面友好，性能稳定、安全，效率高，操作方便的虚拟计算机2、操作系统的功能1）处理器管理2）存储管理3）设备管理4）文件管理5）网络和通信管理6）提供用户接口1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统1.2.1 嵌入式系统的基本概念1、什么是嵌入式系统2、嵌入式系统的发展历程微型计算机→单板机→单片机→单片系统3、嵌入式系统的特点1）专用性强2）可裁剪性好3）实时性与可靠性好4）功耗低1.2.2 嵌入式操作系统1、什么是嵌入式操作系统运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件2、嵌入式操作系统的特点1）微型化2）可裁剪性3）实时性4）高可靠性5）易移植性3、实时操作系统能及时响应外部事件的请求，并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行，且能在一个规定的时间内完成对事件的处理，这种操作系统称为实时操作系统。
4、实时操作系统的基本要求1）实时系统的计算必须产生正确的结果。
（逻辑或功能正确）Logical or Function Correctness)2）实时系统的计算必须在预定的时间内完成。
（时间正确）Timing Correctness5、实时操作系统的分类1）硬实时操作系统（极严格的时间内完成实时任务）2）软实时操作系统（系统完成实时任务的截止时间要求不十分严格）1.2.3 实时操作系统需要满足的条件1、实时操作系统应满足的条件1）必须是多任务操作系统2）任务的切换时间与系统中的任务数无关3）中断延迟的时间可预知并尽可能短1.2.4 嵌入式系统的任务及嵌入实时操作系统1、嵌入式系统的任务由于嵌入式系统所完成的是对一个装置或设备的控制任务，任务的功能相对固定，因此在一般情况下嵌入式实时操作系统所支持的典型任务应该是一个无限循环结构。
嵌入式实时操作系统报告
学号：1325260453《嵌入式实时操作系统》课程报告学院：信息与控制工程学院专业班级：控制科学与工程姓名：X X X成绩：目次第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2智能手机概述 (1)1.3L INUX概述 (2)1.4L INUX主要特性 (3)1.4.1 开放性 (3)1.4.2 多用户 (3)1.4.3 多任务 (3)1.4.4 良好的用户界面 (3)1.4.5 设备独立性 (3)1.4.6 供了丰富的网络功能 (4)1.4.7 可靠的系统安全 (4)1.4.8 良好的可移植性 (4)第二章智能手机操作系统 (5)2.1智能手机操作系统介绍 (5)2.2智能手机操作系统比较 (5)2.2.1 Symbian (5)2.2.2 Windows Phone (5)2.2.3 Palm OS (6)2.2.4 Blackberry (6)2.2.5 Android (7)第三章LINUX在智能手机操作系统中的应用 (8)3.1L INUX的应用 (8)3.2智能手机系统体系结构 (9)3.3A NDROID体系结构 (9)3.3.1 应用层 (10)3.3.2 应用框架层 (10)3.3.3 Android运行环境和系统运行库层 (11)3.3.4 Linux 内核层 (11)第一章绪论1.1 研究背景嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。
嵌入式系统过去主要应用于工业控制领域。
随着以计算机技术和通讯技术为主的信息技术的快速发展，以及Internet的广泛应用，嵌入式系统除了可以在传统的计算机上运行外，还可以广泛应用于PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、机顶盒、VCD、DVD、车载PC、手机等众多电子设备。
嵌入式实时操作系统课程设计
2011— 2012 学年第 1 学期《嵌入式操作系统》课程设计报告题目：嵌入式操作系统课程设计专业：计算机科学与技术系班级：计算机姓名：指导教师：成绩：计算机科学与技术系2011 年12 月9 日嵌入式操作系统课程设计1 设计内容1.1 ARM 的串行口实验1.2 ARM 的A/D 接口实验1.3 UCOS 编程实验基础--消息循环1.4 综合实验2 设计目的与要求嵌入式操作系统实践是在完成《嵌入式操作系统》理论课程学习之后安排的综合实践训练，在学生掌握嵌入式操作系统原理及基本应用的基础上，通过一周的综合实践，提高学生对所学知识的应用能力。
3 设计环境或器材、原理与说明LPC2119FB064 + ucosII系统4 设计过程（步骤）、程序代码、结果分析以及遇到的问题和解决方法4.1 ARM 的串行口实验4.1.1 实验设计步骤（1）打开一工程和文件，先点击Project 内的Remove Object Code，作用是清除之前的程序记录，运行make文件后保存；（2）打开虚拟机，在虚拟机上设置串口地址，使串口地址一致；（3）打开UP-techpxa270-s机，并在机器上将管口接在1、2端口位置，以便烧写；（4）打开LPC2000芯片，在文件名一栏中，选中工程里运行完后的文件地址，并将串口地址设置成和虚拟机的地址一致，点击Read Device ID 读取文件，待读取文件成功后再点击Upload to Flash 进行烧写。
（5）待提示的烧写成功后，再将LPC2000芯片的串口地址改成COM2，然后关掉机子，再重新启动UP-techpxa270-s机，切勿忘记要把管口改接在2、3端口位置，以便运行；（6）打开程序带有的sscom32.exe 软件，检查串口是否一致，然后输入数据点击发送即可将数据显示在上面的显示屏中，即完成实验。
（7）根据实验要求，更改main 中的程序代码，实现自己想要的实验效果，然后清空工程文件中之前的记录，然后重复实验步骤（1）~（6），即可。
嵌入式实时操作系统及应用开发第三版课程设计
嵌入式实时操作系统及应用开发第三版课程设计课程设计简介本课程设计旨在通过实际的嵌入式实时操作系统及应用开发项目，帮助学生深入了解实时操作系统及应用的开发流程和方法，掌握相应的技能和知识，提高软件开发和调试能力。
本课程设计包含以下内容：1.嵌入式实时操作系统介绍2.嵌入式实时操作系统的应用场景和优势3.嵌入式实时操作系统常用的处理器和芯片架构4.嵌入式实时操作系统的内核和驱动程序设计5.嵌入式实时操作系统的应用开发案例及实践课程设计目标本课程设计的目标是：1.熟悉实时操作系统的基本原理2.初步掌握嵌入式实时操作系统开发的技能3.掌握嵌入式实时操作系统的应用开发流程和方法4.提高软件开发和调试能力课程设计任务任务一：环境搭建和基础知识学习1.搭建开发环境：安装嵌入式操作系统开发工具和学习资料2.学习嵌入式实时操作系统基础知识，包括：实时性、任务调度器、中断处理、资源共享等任务二：嵌入式实时操作系统内核和驱动程序设计1.学习嵌入式实时操作系统内核设计基本原理和编程方法2.学习嵌入式实时操作系统驱动程序设计基本原理和编程方法3.设计和实现一个简单的嵌入式实时操作系统内核和驱动程序任务三：嵌入式实时操作系统应用开发案例及实践1.了解实时操作系统在嵌入式领域的应用场景2.学习嵌入式实时操作系统应用开发的基本流程和方法3.根据实际需求，设计和实现一个嵌入式实时操作系统应用程序课程设计成果1.实现一个简单的嵌入式实时操作系统内核和驱动程序；2.实现一个嵌入式实时操作系统的应用程序；3.设计和实现一个完整的嵌入式实时操作系统应用系统。
课程设计评分标准本课程设计成绩由以下几部分组成：1.课程设计报告：30分2.实验成果展示：60分3.课程设计总体评价：10分总结通过本次课程设计，学生可以深入了解嵌入式实时操作系统的基本原理和开发方法，掌握实时操作系统应用开发技能，提高软件开发和调试能力。
本课程设计是一次系统性、实践性的学习过程，对学生在嵌入式系统领域的发展和就业具有重要的意义。
嵌入式系统中的实时操作系统设计与应用实践
嵌入式系统中的实时操作系统设计与应用实践嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，被集成到其他设备中，用于控制设备的各种功能和操作。
实时操作系统（RTOS）是嵌入式系统的重要组成部分，它主要负责控制、调度和管理系统中各个任务的执行，确保这些任务能够按时、准确地完成。
在本文中，我们将探讨嵌入式系统中实时操作系统的设计原理和应用实践。
一、实时操作系统的设计原理实时操作系统的设计原理主要包括任务管理、调度算法、中断处理和内存管理等方面。
1. 任务管理实时操作系统中的任务是指系统需要执行的各个功能模块，不同的任务可能有不同的优先级。
任务管理的主要目标是确定任务的优先级、处理任务的同步和通信，以及任务的调度顺序。
为了确保实时性，任务管理需要采用一些同步和通信的机制，实现任务之间的协同工作。
常见的任务同步和通信的机制有信号量、消息队列和邮箱等。
2. 调度算法实时操作系统中的调度算法决定了系统如何根据任务的优先级来进行任务的调度。
常见的调度算法有优先级调度、循环调度和轮转调度等。
优先级调度算法是最常见的调度算法，它根据任务的优先级确定任务的执行顺序。
优先级数值越小，优先级越高。
循环调度算法是一种按照固定顺序执行任务的调度算法，而轮转调度算法则按照时间片的大小循环执行任务。
3. 中断处理中断是实时操作系统中常见的一种事件，它可以打破正常的任务执行顺序，立即处理一些关键的事件。
在中断处理过程中，需要保证中断响应的速度和处理的准确性。
因此，中断处理程序需要尽量简短，并在尽可能短的时间内完成。
4. 内存管理内存管理是实时操作系统中的一个重要模块，它负责管理系统内存的分配和释放，并确保任务之间的内存空间隔离和保护。
在实时操作系统中，为了提高系统的可靠性和稳定性，常常使用固定大小的内存块进行内存管理。
二、实时操作系统的应用实践1. 工业自动化实时操作系统在工业自动化中有着广泛的应用。
工业控制系统中的各种传感器和执行器需要实时地对外部环境做出响应，并控制设备的运行。
嵌入式系统课程体系的建设与实践
嵌入式系统课程体系的建设与实践1 嵌入式系统课程体系的建设嵌入式系统在现代社会中应用广泛，涵盖了多个学科领域，包括计算机科学、电子工程、通信技术等等。
为了培养能够在这个领域中胜任工作的高素质人才，建设完整的嵌入式系统课程体系显得非常重要。
1.1 课程目标的设定嵌入式系统课程应该遵循“理论与实践相结合”的原则，注重培养学生的实际工作能力。
在课程目标的设定上，应该明确课程的主要学习内容，包括软件编程、电路设计、通信协议等方面，并注重提高学生的团队协作能力和实际项目管理能力。
1.2 课程内容的规划嵌入式系统课程内容应该根据实际应用领域来规划，涵盖硬件与软件方面的知识。
可以从嵌入式系统的基本原理、嵌入式系统的嵌入式系统开发工具、嵌入式系统的应用设计等方面入手，设计出完整的课程内容体系。
1.3 课程教材的选择嵌入式系统课程教材的选择应该根据课程内容的需求来，一方面要重视经典教材，如《嵌入式系统设计与开发》、《ARM嵌入式系统设计与开发》等；另一方面要注重国内外最新技术动态、产品知识台资料等，从而保持课程内容的时效性和实用性。
2 嵌入式系统课程体系的实践2.1 实践课程的设置嵌入式系统课程不仅要重视理论知识的传授，更要通过实践课程来培养学生的实际工作能力。
实践课程可以包括实验课，作业，项目等，如硬件电路实验、软件编程实验、组织参加比赛等，来增强学生的动手能力，实际运用嵌入式系统所学知识。
2.2 实验设备的准备实验设备的选择及准备对于实践课程的开展非常重要，一方面要有充足的实验室及设备，如硬件实验平台、软件开发工具等；另一方面也要考虑到实验室设备的质量、性能等因素，以最大程度地支持实践课程的开展。
2.3 实践教师队伍的建设实践教师队伍建设是实践课程开展的保障，需要提高教师权威性，专业性，针对实践中所遇问题及时给予解决意见。
同时，还要有效地利用实践教师队伍积累的知识和经验，定期更新、完善实践课程的内容体系。
3 结束语通过我们对嵌入式系统课程体系的建设和实践的分析，可以看出，对于培养合格的嵌入式系统人才来说，完整的课程体系的建设和实践的开展是具有重要意义的。
嵌入式实时操作系统及应用开发第二版课程设计
嵌入式实时操作系统及应用开发第二版课程设计一、概述嵌入式实时操作系统是嵌入式系统开发中不可或缺的一部分。
它通过实时调度和资源调配，保证系统的实时性和稳定性。
本课程设计旨在通过设计一个实时应用系统，深入理解嵌入式实时操作系统的基本原理和应用。
二、设计要求设计要求如下：1.实时应用系统需至少包含2个任务，采用优先级调度算法来进行任务的调度。
2.确定任务的优先级和调度序列。
3.任务需要完成一定的实时操作，如定时操作或数据刷新操作等。
4.对任务间的通信/同步进行处理。
5.对系统资源（如内存、CPU等）进行管理和调度，确保系统的稳定性和实时性。
三、实验环境1.PC机，需要安装ARM嵌入式开发环境。
2.一块基于ARM Cortex-M处理器的开发板。
3.使用ARM Cortex-M处理器的嵌入式实时操作系统Keil RTX。
四、实验步骤第一步：环境设置1.在PC机上安装ARM嵌入式开发环境，包括Keil uVision、MDK-ARM工具包以及CMSIS库文件等。
2.将开发板与PC机通过USB线连接，并确认开发板与Keil uVision连接成功。
第二步：任务设计1.根据实验要求，确定至少两个任务，并标注出它们的优先级和调度序列。
2.针对每个任务，确定需要完成的实时操作，如定时操作或数据刷新操作等。
第三步：任务实现1.进入Keil uVision，新建一个工程并设置项目属性。
2.对每个任务进行独立的代码实现，并设置任务的优先级和调度序列。
3.在程序中加入对任务间通信/同步的处理代码。
第四步：系统调试1.编译工程代码并下载到开发板中。
2.运行程序，观察系统的运行情况并进行调试，可以通过串口或其他方式输出调试信息。
五、实验结果本设计实现了一个基于Keil RTX的实时应用系统。
系统包括了两个任务，通过优先级调度算法进行调度，并完成了实时操作和task间的通信/同步。
系统稳定性和实时性达到了要求。
六、结论通过本次课程设计，我们深入了解了嵌入式实时操作系统的基本原理和应用。
嵌入式实验课程设计报告
嵌入式实验课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解嵌入式系统的基础知识，掌握其基本组成和工作原理。
2. 学生能够掌握嵌入式编程的基本语法和常用指令，具备编写简单嵌入式程序的能力。
3. 学生能够了解嵌入式系统在实际应用中的优势和局限性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行简单的嵌入式系统设计和程序开发。
2. 学生能够使用嵌入式实验设备，进行实际操作，并解决常见问题。
3. 学生能够通过团队协作，完成一个具有实际应用价值的嵌入式项目。
情感态度价值观目标：1. 学生对嵌入式系统产生兴趣，激发其学习主动性和积极性。
2. 学生能够认识到嵌入式技术在国家战略和社会发展中的重要性，培养其社会责任感和使命感。
3. 学生在课程学习过程中，培养良好的团队合作精神和沟通能力，形成正确的价值观。
课程性质分析：本课程为嵌入式实验课程，侧重于实践操作和项目实践。
课程内容紧密结合教材，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点分析：本年级学生已具备一定的计算机基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，具备较强的动手能力和创新能力。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 采用项目驱动教学法，培养学生的团队协作和解决问题的能力。
3. 激发学生的学习兴趣，引导其探索嵌入式技术在实际应用中的奥秘。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述：介绍嵌入式系统的基本概念、发展历程、应用领域及未来发展趋势。
教材章节：第一章 嵌入式系统概述2. 嵌入式系统组成：讲解嵌入式系统的硬件组成、软件架构及系统设计方法。
教材章节：第二章 嵌入式系统硬件组成；第三章 嵌入式系统软件架构3. 嵌入式编程基础：学习嵌入式编程的基本语法、常用指令和编程技巧。
教材章节：第四章 嵌入式编程语言与编程环境；第五章 嵌入式程序设计基础4. 嵌入式系统设计与实践：通过项目实践，让学生掌握嵌入式系统的设计方法和实际操作。
教材章节：第六章 嵌入式系统设计与实践5. 嵌入式系统应用案例分析：分析典型嵌入式应用案例，了解嵌入式技术的实际应用。
嵌入式实时操作系统实验报告
嵌入式实时操作系统实验报告一、实验目的本实验的目的是让学生了解嵌入式实时操作系统的基本概念和特点，并能够运用实时操作系统编写嵌入式程序。
同时，通过本实验让学生对实时性和可靠性的要求有更深入的理解。
二、实验内容本实验的内容包括以下几个方面： 1. 实时操作系统的概念和基本特点； 2. 实时操作系统的任务调度机制； 3. 实时操作系统的信号量和消息队列； 4. 在实时操作系统上编写一个简单的示例程序。
三、实验原理1. 实时操作系统的概念和基本特点实时操作系统是一种以时间为基础的操作系统，它具有两个主要特点：可预测性和可靠性。
可预测性是指系统可以在规定时间内完成特定的任务，同时提供精确的响应时间。
可靠性是指系统能够保证任务的正确性和可靠性。
2. 实时操作系统的任务调度机制实时操作系统的任务调度有两种方式：一种是基于优先级的抢占式调度，另一种是基于时间片的轮询式调度。
在优先级抢占式调度中，系统会根据任务的优先级来决定任务的执行顺序。
而在时间片轮询式调度中，系统会为每个任务分配一个时间片，当时间片用完后会切换到下一个任务。
3. 实时操作系统的信号量和消息队列信号量是操作系统中一种用于同步和互斥的机制，信号量可以用来保护共享资源，从而避免多个任务同时访问共享资源导致的冲突。
消息队列是一种用于任务之间通信的机制，它可以保证任务之间传递的消息的可靠性和有序性。
4. 编写示例程序在实时操作系统上编写程序时，需要首先定义任务，并对任务的优先级进行设置。
然后在任务中编写对共享资源的读/写操作，同时使用信号量或消息队列来实现任务之间的通信。
四、实验步骤1.学习实时操作系统的概念和基本特点；2.了解实时操作系统的任务调度机制，包括优先级抢占式调度和时间片轮询式调度；3.学习实时操作系统的信号量和消息队列；4.根据实验要求，编写一个简单的示例程序；5.运行程序并进行测试，检查程序的正确性和实时性。
五、实验结果与分析在本实验中，我首先学习了实时操作系统的基本概念和特点，并了解了其任务调度机制和信号量、消息队列等机制。
嵌入式实时操作系统实验报告
实验一任务的创建与多任务设计实验目的1.掌握任务创建和多任务启动的方法；2、理解任务管理的基本原理, 了解任务的各个基本状态及其变迁过程；3.掌握uC/OS-II 中任务管理的基本方法（创建、启动、挂起、解挂任务）；4.熟练使用uC/OS-II 任务管理的基本系统调用；5.熟悉IAR软件的使用；6.熟悉硬件系统和下载方法。
7、实验仪器1. LB-STM32 嵌入式实验开发系统；2. USB 仿真器；3. 带IAR软件（集成开发环境）PC。
实验原理从应用程序设计的角度来看, UC/OS-II的任务就是一个线程, 就是一个用来解决用户问题的C语言函数和与之相关的一下数据结构而构成的一个实体,由于系统存在着多个任务, 于是系统如何来识别并管理一个任务就是一个需要解决的问题。
识别一个任务的最直接的办法是为每一个任务起一个名称。
由于μC/OS-II中的任务都有一个惟一的优先级别, 因此μC/OS-II是用任务的优先级来作为任务的标识的。
所以, 任务控制块还要来保存该任务的优先级别。
1.创建1个用户任务并运行1 重新全编译调试程序代码#define OS_GLOBALS#include "includes.h"#define TASK_STK_SIZE 512OS_STK MyTaskStk[TASK_STK_SIZE];u8 *s_M="0";u8 x=0,y=0;void MyTask(void *data);* 函数名: void main(void)* 描述: main* 输入参数: None.* 输出参数: None.* 返回: None.void main(void){#if (OS_TASK_NAME_SIZE > 14) && (OS_TASK_STAT_EN > 0) INT8U err;#endif//目标板初化,Target_Init();#if OS_TASK_STAT_EN > 0OSStatInit();#endifOSInit();//设置空闲任务名称#if OS_TASK_NAME_SIZE > 14OSTaskNameSet(OS_TASK_IDLE_PRIO, "uC/OS-II Idle", &err); #endif//设置统计任务名称#if (OS_TASK_NAME_SIZE > 14) && (OS_TASK_STAT_EN > 0) OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, "uC/OS-II Stat", &err); #endifOSTaskCreate(MyTask, s_M, &MyTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0); OSStart( );}void MyTask (void *pdata){u8 *s_Y="1";pdata = pdata;OSStatInit( );for (;;){if(x==9){x=1;y++;Lightup_led(1); /*该函数点亮由x指定的led灯*/ Lightdown_led(8); /*该函数熄灭由x指定的led灯*/}else{Lightup_led(x);Lightdown_led(x-1);}Show_num1(y);x=x+1;if (Get_key( )== 8){Sys_return(); //此处停止系统}OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);}}显示一个数#define OS_GLOBALS#include "includes.h"#define TASK_STK_SIZE 512OS_STK MyTaskStk[TASK_STK_SIZE];INT16S key;u8 *s_M="0";u8 X=0,Y=0;void MyTask(void *data);* 函数名: void main(void)* 描述: main* 输入参数: None.* 输出参数: None.* 返回: None.void main(void){#if (OS_TASK_NAME_SIZE > 14) && (OS_TASK_STAT_EN > 0) INT8U err;#endif//目标板初化,Target_Init();#if OS_TASK_STAT_EN > 0OSStatInit();#endifOSInit();//设置空闲任务名称#if OS_TASK_NAME_SIZE > 14OSTaskNameSet(OS_TASK_IDLE_PRIO, "uC/OS-II Idle", &err); #endif//设置统计任务名称#if (OS_TASK_NAME_SIZE > 14) && (OS_TASK_STAT_EN > 0) OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, "uC/OS-II Stat", &err); #endifOSTaskCreate(MyTask, s_M, &MyTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0); OSStart( );}void MyTask (void *pdata){pdata = pdata;OSStatInit( );for (;;){if (Y=X){Y+=1;Lightup_led(1); /*该函数点亮由x指定的led灯*/ Lightdown_led(8); /*该函数熄灭由x指定的led灯*/}Show_num2(Y);X++;if (Get_key( )== 8){Sys_return(); //此处停止系统}OSTimeDlyHMSM(0, 0,1, 0);}#define OS_GLOBALS#include "includes.h"#define TASK_STK_SIZE 512/ VARIABLES OS_STK KingTaskStk[TASK_STK_SIZE];OS_STK MyTaskStk[TASK_STK_SIZE];OS_STK YouTaskStk[TASK_STK_SIZE];INT16S key;u8 *s_M="0",*s_Y="0",*S_K="0";u8 x=0,y=0,z=0;void KingTask(void *data);void MyTask(void *data);void YouTask(void *data);* 函数名: void main(void)* 描述: main* 输入参数: None.* 输出参数: None.* 返回: None.void main(void){#if (OS_TASK_NAME_SIZE > 14) && (OS_TASK_STAT_EN > 0) INT8U err;#endif//目标板初化,Target_Init();#if OS_TASK_STAT_EN > 0OSStatInit();#endifOSInit();//设置空闲任务名称#if OS_TASK_NAME_SIZE > 14OSTaskNameSet(OS_TASK_IDLE_PRIO, "uC/OS-II Idle", &err);#endif//设置统计任务名称#if (OS_TASK_NAME_SIZE > 14) && (OS_TASK_STAT_EN > 0) OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, "uC/OS-II Stat", &err);#endifOSTaskCreate(KingTask,S_K,&KingTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0);OSStart( );}void KingTask (void *pdata){OSTaskCreate(MyTask, s_M, &MyTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 1);OSTaskCreate(YouTask, s_Y, &YouTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 2);OSTimeDlyHMSM(0,0,100,0);}void MyTask (void *pdata){#if OS_CRITICAL_METHOD ==3OS_CPU_SR cpu_sr;#endifpdata=pdata;OSStatInit();for(;;){if(x==9){x=1;y++;Lightup_led(1); /*该函数点亮由x指定的led灯*/Lightdown_led(8); /*该函数熄灭由x指定的led灯*/}else{Lightup_led(x);Lightdown_led(x-1);}Show_num1(y);x+=1;if(Get_key()==8){Sys_return();}OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);}}void YouTask(void *pdata){#if OS_CRITICAL_METHOD==3OS_CPU_SR cpu_sr;#endifpdata=pdata;for(;;){if(z==5){z=1;y++;Lightup_led(1); /*该函数点亮由x指定的led灯*/Lightdown_led(4); /*该函数熄灭由x指定的led灯*/ }else{Lightup_led(z);Lightdown_led(z-1);}Show_num2(y);z+=1;if(Get_key()==5){Sys_return();}OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);}}。
“嵌入式实时操作系统”课程的教学研究
（ 中国科 学院大 学 工程 管理 与信 息技 术学 院 ，北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
摘要 ： 本文就“ 嵌入式实时操作系统” 课程 的多层次教学 目 标制定 、 理论教学 和实践教学相结合 的教学模式 选取 、 课堂实验 和综合实验相 结合
的多层次实践教学方式设计 、 分段考核和最终考核相结合的考核手段实施等方面 ， 详细介绍了该课程建设情况。课程评估和反馈结果表明 ， 该 课程满足 了学生需求 ， 达到 了教学 目标的要求。 关键词 ： 嵌入式实时操作系统 ； 理论教学； 实验教学
中 图分 类 号 ： Ｇ ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ － ０ ６ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ － ０ ０ ２ ０ － ０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｔｅ ａ ｃ ｈｉ ｎｇ Ｅｍ ｂ ｅ ｄｄ ｅ ｄ Ｒｅ ａ ｌ － Ｔｉ ｍｅ Ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
嵌 入式 实 时操 作 系 统在 嵌 入 式 系 统 中得 到 了 广泛 应用 ， 开展 实 时操 作 系统 教 学 工作 是 嵌 入 式教
育 的重要 组成部 分 。Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ和 Ａ Ｃ Ｍ 两大 国际学 术组 织２ ０ ０ ４年发 布 的计 算 机 工 程教 学 计 划 Ｃ Ｃ ２ ０ ０ ４
第３ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ２月
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Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． １ Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ３
‘ ‘ 嵌入 式 实 时操 作 系统 ’ ’ 课 程 的教 学研 究
艾 云峰 ， 姚 郑， 覃 力
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｅｍｂ ｅ ｄｄ ｅ ｄ Ｒｅ ａ ｌ — Ｔ ｉ ｍｅ Ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ｉ ｓ ａ ｃ ｒ ｕ ｃ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
嵌入式操作系统课程设计报告
嵌入式操作系统课程设计报告1. 引言本报告旨在介绍嵌入式操作系统课程设计的内容和实施过程。
嵌入式操作系统是一门重要的专业课程，涵盖了操作系统理论、设计原则和实际应用。
通过本次课程设计，我深入理解了嵌入式操作系统的概念和实践，并能够灵活应用所学的知识解决实际问题。
2. 课程设计要求本次嵌入式操作系统课程设计要求我们设计一个简单的实时操作系统，具备以下功能：•进程管理：能够创建、删除和切换进程。
•内存管理：实现内存的分配和释放。
•输入输出管理：处理设备的输入输出操作。
•中断处理：处理设备的中断请求。
•文件系统：能够对文件进行读写操作。
3. 设计过程3.1 硬件平台选择在设计嵌入式操作系统之前，我们首先需要选择合适的硬件平台。
考虑到实际应用的需求和资源限制，我们选择了一款具有较小存储容量和处理能力的嵌入式开发板。
3.2 系统架构设计在选择了硬件平台之后，我们进行了系统架构的设计。
根据需求分析，我们将系统划分为五个模块：进程管理模块、内存管理模块、输入输出管理模块、中断处理模块和文件系统模块。
每个模块负责不同的功能，通过消息传递机制进行通信。
3.3 模块设计与实现在进行模块设计之前，我们对每个模块的功能进行了详细的分析和设计。
我们根据操作系统的原理和设计原则，选择了合适的算法和数据结构，以实现各个模块的功能。
•进程管理模块：实现了进程的创建、删除和切换功能，并对进程进行调度，以提高系统的响应速度和资源利用率。
•内存管理模块：实现了内存的分配和释放功能，通过动态分区分配算法，尽可能地利用内存资源。
•输入输出管理模块：处理设备的输入输出操作，实现了设备的初始化、读写操作和中断处理。
•中断处理模块：接收和处理设备的中断请求，保证系统能够及时响应外部事件。
•文件系统模块：实现了对文件的读写操作，通过文件控制块管理文件的存储和访问。
3.4 系统调试与优化在系统设计和实现完成后，我们进行了系统的调试和优化工作。
通过测试各个模块的功能和性能，对系统进行了调整和改进，以提高系统的稳定性和效率。
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NASAC 2019系统软件教研论坛面向机器人工程专业的《嵌入式实时操作系统实践》课程建设东南大学 马旭东xdma@ 2019年11月22日杭州东南大学自动化学院1面向机器人工程专业的《嵌入式实时操作系统实践》课程建设报告提纲机器人工程专业与软件基础 课程组织与RTOS基础理论 IA32裸机多任务管理实验 虚拟Linux OS与任务调度 SylixOS 系统定制与应用开发 课程综合与成绩评估围绕现代RTOS技术展开教学与编程训练 为后续课程提供软件开发和实时多任务运行平台概念东南大学自动化学院21.机器人工程专业与软件基础—背景故事东南大学2014年两件事：智能机器人专业方向和新专业申报。
以经典控制理论为基础的传统自动化(Basic Automation)已经不再具有挑 战性，自动化工程师的主要任务已经为机械、电气、能源、化工等行业 工程师所替代，可靠便捷的PLC和数字仪表等技术日益成熟…初心：自动化的窘境--缺少行业依托，缺少（软硬件）实体化 缺少对未来的挑战。
立足点：开源技术的发展申报建设：机器人工程（智能机器人）新专业是在办学过程中， “以市场需求为导向，以学生发展为根本”育人意识的体现，也是机器人工程 教学科研团队十多年产学研合作科研和教学成果的产物，适应了国家经 济建设和创新人才培养的需求。
（事实：从事系统与控制器技术的一群 教师2001年开始研究互联网机器人，转而开发工业机器人控制器…..) 2016年3月教育部新增审批国内第一个机器人工程专业----东南大学。
由 此拉开了国内机器人工程专业的申报建设热潮：2017年备案25所，2018 年60所，2019年101所….,新专业建设风起云涌，泡沫四溅（？）背景却 是信息化革命的继续…人工智能热潮 vs依托于工业化基础--智能制造工程….东南大学自动化学院31.机器人工程专业与软件基础—挑战与资源国内：过去一年新的热潮与新专业的挑战 （专业如何合理定位？）机器人工程 vs.人工智能 080717T (智能科学与技术080907T）080803T vs.智能制造工程 080213T （机械电子工程080204）vs.数据科学与大数据技术 080910T学科 交叉 典型 的新 工科 专业大数据人工 智能自动化（智能 化，人工智能）机器人工程/自 主智能系统智能建造智能制造 工程直接支撑机械电子工程 基础支撑计算机科学与技术 软件工程电子信息与电 气、测控大类机械 工程交叉支撑东南大学自动化学院41.机器人工程专业与软件基础—ECE转换自动化-传统机器人机器人控制器工业应用（智能制造）智能感知、交互与作业 （核心团队）（控制理论与网络化机器人（系统与控制理论）控制工程）多机器人协作与编队（系统与控制理论）软件、算法自主智能设备（高级应用）数据 结构 、系 统结 构、 软件 与运 行平 台新 技术自动化模式识别与智能系统 机器视觉 人工智能 机器学习导航制导与控制 UAV，AUV，UWV…检测技术与自动化装置 智能交通系统 智能检测技术系统工程模型、数据….机器人工程（BRE） 嵌入式计算为基础 (数字化、智能化、多学科新技术)机械工程 计算机科学与技术光机电仪器 电子信息与电气东南大学自动化学院51.机器人工程专业与软件基础—RTOS课程定位工程、 机电、 软件 基础 sensethinkactFYS机器智能与机器人 工程设计导论—智能机器人模块第一学年 认知数据结构与算法精密机械设计基础信息通信网络概论 第二学年嵌入式实时操作系统实践· 电机驱动与运动控制工业机器人系统ROS软件基础？数字系统课程设计（SoC）(1) 第机器人技术基础机器人视觉/图像处理 (2) 三RTOS+学机器人软件工程(3) 年计算机控制系统人工智能感知与人机交互专业 基础应用 提高智能机器人系统综 合课程设计多机器人系统建模与分析机器人动力学与控制 毕业设计(1) 第(2) 四 模式识别与机器学习 学(3) 年 设计竞赛(智能车,RoboCup,电设等)SRTP科研实践（实习） 课外实践 PBL东南大学自动化学院61.机器人工程专业与软件基础—专业需求RTOS （VxWorks) (RT-Linux)基础核心技术—工业机器人控制器软 件—多轴同步、高性能 规划计算、精密测量….多核、 多处理 器系统Real-time Multi-tasking运行管理 与控制器 嵌入式系统高速伺服总线东南大学自动化学院71.机器人工程专业与软件基础—机器人应用软件平台ROS (Robot Operating System, 机器人操作系统) 提供一系列程序库和工具以帮助软件开发者创建机器人应用软件。
它提供了 硬件抽象、设备驱动、函数库、可视化工具、消息传递和软件包管 理等诸多功能。
ROS遵守BSD开源许可协议。
（wiki）OS平台：Ubuntu (Linux)/MS-WindowsROS 2.0 设计 目标传 · 支统持方涉及法不可靠网络的多R机O器S架人系构统· 缩小原型机与产品间的差距· 支持嵌入式微处理器· 支持实时控制（精细作业） Real-time 特性 · 跨系统平台支持东南大学自动化学院82.课程组织与RTOS基础理论—概念和元素OS操作系统：提供人机接口与控制所有程序执行的（底层）程序为程序执行提供环境 （对象：只有硬件和应用编程基础的大二学生）OS目标执行用户程序并帮助用户易于解决相关问题;方便使用计算机系统;使计算机硬件更高效地工作OS功能OS本质 多任务、多线程、并发过程抽-引入调（优势与问题 度RTOS/RTS） 硬件层抽象（设备驱动进阶学习文件系统 通信存储管理 处理器管理 设备管理 文件管理 安全管理 系统性能控制 作业统计 帮助检测错误 软件用户协作重点关心:并发和实时问题（Concurrency, real-time issues） (协调、安全是RTS的核心，降低不确定性，提高软件质量）东南大学自动化学院92.课程组织与RTOS基础理论—概念和元素• Introduction • Structure of RTOS • Components of RTOS • RTOS Kernel • Tasks • Memory • Timers • I/O • IPCs • Device Drivers • Expectations • ExamplesRTOS 内核（KERNEL）组成微内核vs.完整（宏）内核（包括各类文件、驱动、通 信协议栈等）--简单理解东南大学自动化学院10基于微内MultiCore Processor与管理—硬件结构面临着计算机结构与组织-微机系统与接口(X86)课程教学改革压力MultiCore Processor与管理—架构(QNX)多核处理器三种运行模式AMP，SMP，BMP(Bound Multiprocessing)（多平台支持SMP 调度的国产RTOS）先修课程：程序设计，微机系统与接口→运行调度程序基本框架，理解内核（特权级PL=0）调之间程序）对应用程序（PL=3）任务）的调度管理（策略：RR/RMS）；理解基于硬件（复杂开销）的任务切换实现方法；基于时间，RMS）的任务调（内核））时间切换调度TasksIA-32务调度切换模型1、开发环境配置与源程序分析GUI下文件目录EXP显示子目录文件）基于时间片的分时操作系统微内核ExpbinbootconfigdriversincludeinitkernellibmmMakefile辅助工具的配置目录，该ExpbinbootconfigdriversincludeinitkernellibmmMakefile包含8个C语言文件和2个AT&T汇编语言文件，该目录主要是对全局描ExpbinbootconfigdriversincludeinitkernellibmmMakefile共包含了3个C语言文件和3个AT&T汇编语言文件，该目录主要是对ExpbinbootconfigdriversincludeinitkernellibmmMakefile共包含了3个C语言文件和3个AT&T汇编语言文件，该目录主要是ExpbinbootconfigdriversincludeinitkernellibmmMakefile分时操作系统微内核程序包含了3个C语言文件，该目录主要用于管理程序对主内存区的使用，Expbin boot config drivers include init kernel lib mm Makefile基于时间片的分时操作系统微内核ExpbinbootconfigdriversincludeinitkernellibmmMakefile框架程序功能：(初始化后）设定500Hz定时中断（时间片2ms，IRQ0x0）。
基于时间片的调度程序：管理三个应用任务：printf分别打印不同的字符，体现在init/main.c文件中；三个平等任务：不同优先任务运行（实例A:1，B:2,C:3）独立程序流按键中断任务任务C任务A 任务B零星中断实际显示效果持续中断实际显示效果参数特性（学习）。