uCOSIII实时操作系统七中断与时钟管理

news2024/11/19 6:12:05

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