μC／OS-II在51單片機上的移植

摘要：針對在51單片機上移植實時操作系統μC／OS-II的目的，以μC／OS-II工作原理為基礎，結合51單片機堆棧空間少的情況，采用改變堆棧指針到不同任務寄存器組的方法，通過改變堆棧指針的實驗，得出在堆棧空間較少的情況下，也能夠實現μC／OS-II在51單片機上的運行的結論。
關鍵詞：μC／OS；單片機；實時操作系統；堆棧

μC／OS-II是一種公開源代碼、結構小巧、具有可剝奪實時內核的嵌入式開發系統，代碼簡短、條理清晰、實時性及安全性能很高，絕大部分代碼用C編寫，現已被移植到多種處理器的構架中。隨著51單片機片內資源的日益豐富，在51單片機上移植μC／OS-II已成為可能，植入系統后，由系統來管理軟件與硬件資源，簡化應用程序的設計，并且使應用系統功能更加完善。因此在51單片機上移植μC／OS-II具有十分重要的意義。

1 μC／OS實時操作系統概述
μC／OS-II實時操作系統是一種可移植、可固化、可裁剪即可剝奪型的多任務實時內核，適用于各種微處理器和微控制器。μC／OS-II主要包括任務調度、時間管理、內存管理、事件管理(信號量、郵箱、消息隊列)4大部分。它的移植與4個文件相關：匯編文件(OS_CPU_A．A SM)、處理器相關C文件(OS_CPU．H、OS_CPU_C．C)和配置文件(OS_CFG．H)。有64個優先級，系統占用8個，用戶可創建56任務，不支持時間片輪轉。
它的基本思路就是“近似地每時每刻總是讓優先級最高的就緒任務處于運行狀態”。為了保證這一點，它在調用系統函數、中斷結束、定時中斷結束時總是執行調度算法。原作者通過事先計算好數據，簡化了運算量，通過精心設計就緒表結構，使得延時可預知。任務的切換是通過模擬一次中斷實現的。

2 任務調度的實現原理
任務調度是μC／OS-II的重要部分，和具體的微處理器關系緊密。必須移植的5個函數有4個都和任務有關。任務調度就是保存當前任務的寄存器和PC指針(即當前任務的斷點)，然后把將要執行的任務的寄存器值返回給寄存器并把PC指向將要執行任務的斷點。這些的實現要借助于堆棧和中斷，為了簡便起見，先看函數調用時堆棧的使用情況。在函數調用時，堆棧的一個重要功能就是保存被調函數的斷點地址。若有4個函數，Fun1調用Fun2，Fun2調用Fun3，Fun3調用Fun4，Fun4為葉子程序(無子程序調用)。