实验3 任务的基本管理

实验3 任务的基本管理

1 实验目的

✓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；

✓掌握µC/OS-II中任务管理的基本方法（创建、启动、挂起、解挂任务）；

✓熟练使用µC/OS-II任务管理的基本系统调用。

2 实验原理及程序结构

2.1 实验设计

为了展现任务的各种基本状态及其变迁过程，本实验设计了Task0、Task1两个任务：任务Task0不断地挂起自己，再被任务Task1解挂，两个任务不断地切换执行。通过本实验可以清晰地了解到任务在各个时刻的状态以及状态变迁的原因。

t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8

图1

注意：图中的栅格并不代表严格的时间刻度，而仅仅表现各任务启动和执行的相对先后关系。

2.1.1 运行流程

整个应用的运行流程如图1所示，其描述如下：

（1）main（）函数调用OSInit()函数对µC/OS-II内核进行初始化，调用OSTaskCreate

创建起始任务TaskStart；

（2）main（）函数调用函数OSStart()启动µC/OS-II内核的运行，开始多任务的调度，执行当前优先级最高的就绪任务TaskStart；

（3）TaskStart完成如下工作：

a、安装时钟中断并初始化时钟，串口0初始化，创建2个应用任务；

b、挂起自己(不再被其它任务唤醒)，系统切换到当前优先级最高的就绪任务Task0。

之后整个系统的运行流程如下：

●t1时刻，Task0开始执行，它运行到t2时刻挂起自己；

●t2时刻，系统调度处于就绪状态的优先级最高任务Task1执行，它在t3时刻唤醒

Task0，后者由于优先级较高而抢占CPU；

●Task0执行到t4时刻又挂起自己，内核调度Task1执行；

●Task1运行至t5时刻再度唤醒Task0；

●……

2.1.2 μC/O S-Ⅱ中的任务描述

一个任务通常是一个无限的循环，由于任务的执行是由操作系统内核调度的，因此任务是绝不会返回的，其返回参数必须定义成void。在μC/OS-Ⅱ中，当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的CPU使用权就会被抢占，高优先级任务会立刻得到CPU的控制权（在系统允许调度和任务切换的前提下）。μC/OS-Ⅱ可以管理多达64个任务，但目前版本的μC/OS-Ⅱ有两个任务已经被系统占用了（即空闲任务和统计任务）。必须给每个任务赋以不同的优先级，任务的优先级号就是任务编号（ID），优先级可以从0到OS_LOWEST_PR10-2。优先级号越低，任务的优先级越高。μC/OS-Ⅱ总是运行进入就绪态的优先级最高的任务。

2.2 操作系统配置

操作系统配置的目的在于根据应用的需要，对操作系统的功能和规模进行设置，以便优化对系统存储空间的使用。配置的方法为修改uC_OS-II源代码目录中的OS_CFG.h文件，配置文件配置如下：

#define OS_MAX_EVENTS 10 /*最多可以有10个事件*/

#define OS_MAX_FLAGS 5 /*最多可以有5个事件标志*/

#define OS_MAX_MEM_PART 5 /*最多可以划分5个内存块*/

#define OS_MAX_QS 2 /*最多可以使用2个队列*/

#define OS_MAX_TASKS 3 /*最多可以创建3个任务*/

#define OS_LOWEST_PRIO 14 /*任务优先级不可以大于14*/

#define OS_TASK_IDLE_STK_SIZE 1024 /*空闲任务堆栈大小*/

#define OS_TASK_STA T_EN 1 /*是否允许使用统计任务*/

#define OS_TASK_STA T_STK_SIZE 1024 /*统计任务堆栈大小*/

#define OS_FLAG_EN 0 /*是否允许使用事件标志功能*/

#define OS_FLAG_W AIT_CLR_EN 1 /*是否允许等待清除事件标志*/

#define OS_FLAG_ACCEPT_EN 1 /*是否允许使用OSFlagAccept()*/

#define OS_FLAG_DEL_EN 1 /*是否允许使用OSFlagDel()*/

#define OS_FLAG_QUERY_EN 1 /*是否允许使用OSFlagQuery()*/

#define OS_MBOX_EN 0 /*是否允许使用邮箱功能*/

#define OS_MBOX_ACCEPT_EN 1 /*是否允许使用OSMboxAccept() */ #define OS_MBOX_DEL_EN 1 /*是否允许使用OSMboxDel()*/

#define OS_MBOX_POST_EN 1 /*是否允许使用OSMboxPost()*/

#define OS_MBOX_POST_OPT_EN 1 /*是否允许使用OSMboxPostOpt() */ #define OS_MBOX_QUERY_EN 1 /*是否允许使用OSMboxQuery()*/

#define OS_MEM_EN 0 /*是否允许使用内存管理的功能*/ #define OS_MEM_QUERY_EN 1 /*是否允许使用OSMemQuery()*/

#define OS_MUTEX_EN 0 /*是否允许使用互斥信号量的功能*/ #define OS_MUTEX_ACCEPT_EN 1 /*是否允许使用OSMutexAccept()*/ #define OS_MUTEX_DEL_EN 1 /*是否允许使用OSMutexDel()*/

#define OS_MUTEX_QUERY_EN 1 /*是否允许使用OSMutexQuery()*/

#define OS_Q_EN 0 /*是否允许使用队列功能*/

#define OS_Q_ACCEPT_EN 1 /*是否允许使用OSQAccept()*/

#define OS_Q_DEL_EN 1 /*是否允许使用OSQDel()*/

#define OS_Q_FLUSH_EN 1 /*是否允许使用OSQFlush()*/

#define OS_Q_POST_EN 1 /*是否允许使用OSQPost()*/

#define OS_Q_POST_FRONT_EN 1 /*是否允许使用OSQPostFront()*/ #define OS_Q_POST_OPT_EN 1 /*是否允许使用OSQPostOpt()*/