《μC/OS-Ⅱ嵌入式系统设计》PPT

本书主要介绍基于Cortex-M微控制器的μC/OS-Ⅱ嵌入式系统设计，内容包括：实时操作系统内核基础、任务管理、任务调度、系统启动与初始化、中断和时间管理、事件管理、消息管理、内存管理、移植方式及其在Cortex-M微控制器上的移植方法。最后对轻量级TCP/IP-μC/TCP-IP协议栈设计进行概要介绍。

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目录

• 前言
• 第1章绪论1
• 1.1嵌入式实时操作系统概要1
• 1.2嵌入式实时操作系统2
• 1.2.1体系结构3
• 1.2.2功能及特点5
• 1.2.3分类介绍7
• 1.3嵌入式系统实时性的概念9
• 1.4约束条件11
• 1.4.1时间约束11
• 1.4.2优先约束12
• 1.4.3资源约束13
• 1.5搭建开发环境14
• 1.5.1CCS 6.0的安装14
• 1.5.2利用CCS 6.0新建工程18
• 本章小结21
• 练习与思考题21
• 第2章嵌入式硬件系统22
• 2.1嵌入式系统的硬件构成22
• 2.2嵌入式微处理器概述23
• 2.2.1嵌入式微处理器的存储体系结构23
• 2.2.2嵌入式微处理器的指令集24
• 2.2.3主流的嵌入式微处理器25
• 2.3总线26
• 2.4存储器28
• 2.5输入/输出接口和设备28
• 2.6ARM系列28
• 2.6.1ARM 指令集体系结构的演变 29
• 2.6.2ARM产品系列33
• 2.7ARM Cortex-M4系列处理器41
• 2.7.1ARM Cortex-M4处理器的特点41
• 2.7.2Cortex-M4处理器的结构42
• 2.7.3Cortex-M4的操作模式和特权级别46
• 2.7.4Cortex-M4的寄存器组47
• 2.7.5Cortex-M4的异常处理51
• 2.7.6Cortex-M4的存储器映射55
• 2.8TM4C123GH6PM微控制器57
• 2.8.1TM4C123GH6PM微控制器的电气特性与封装57
• 2.8.2TM4C123GH6PM微控制器的特性58
• 2.8.3TM4C123GH6PM微控制器的结构59
• 2.9TM4C123GH6PM实验板卡61
• 2.10RGB LED点亮实验65
• 2.10.1建立新的CCS工程65
• 2.10.2源代码解析70
• 本章小结72
• 练习与思考题72
• 第3章嵌入式实时内核73
• 3.1内核概要73
• 3.1.1μC/OS-Ⅱ的内核73
• 3.1.2调度算法74
• 3.1.3不可剥夺型内核74
• 3.1.4可剥夺型内核75
• 3.1.5数据类型的重定义与宏定义76
• 3.2内核功能77
• 3.2.1任务管理77
• 3.2.2同步与通信管理78
• 3.2.3中断管理81
• 3.2.4时间管理82
• 3.2.5对共享资源的互斥管理83
• 3.2.6内存管理84
• 3.2.7I/O管理85
• 3.2.8出错管理86
• 3.2.9用户扩展管理86
• 3.2.10电源管理87
• 3.3内核性能测试实例87
• 3.3.1概述87
• 3.3.2中断时序图88
• 3.3.3中断延迟时间89
• 3.3.4内核最大关中断时间90
• 3.3.5中断响应时间92
• 3.3.6中断恢复时间95
• 3.3.7非屏蔽中断97
• 3.3.8中断处理时间98
• 3.3.9任务切换时间98
• 3.3.10任务响应时间103
• 3.3.11系统调用的执行时间103
• 3.3.12有关时间确定性的测试104
• 3.3.13嵌入式实时内核的存储开销105
• 本章小结105
• 练习与思考题106
• 第4章任务管理的数据结构107
• 4.1任务及其存储结构107
• 4.2任务状态108
• 4.3任务生成代码实例109
• 4.4任务的优先级111
• 4.5系统任务111
• 4.6任务堆栈115
• 4.6.1任务堆栈的创建115
• 4.6.2任务堆栈的增长方向115
• 4.6.3任务堆栈的初始化116
• 4.7任务控制块116
• 4.7.1任务控制块的结构117
• 4.7.2任务控制块链表119
• 4.7.3任务控制块的初始化121
• 4.8任务就绪表123
• 4.8.1任务就绪表的结构123
• 4.8.2任务就绪表的操作126
• 4.9临界段131
• 本章小结132
• 练习与思考题132
• 第5章任务管理133
• 5.1创建任务133
• 5.1.1用OSTaskCreate创建任务133
• 5.1.2用OSTaskCreateExt创建任务135
• 5.2删除任务137
• 5.3请求删除任务143
• 5.4挂起和恢复任务144
• 5.4.1任务挂起145
• 5.4.2任务恢复146
• 5.5任务优先级别的修改148
• 5.6任务TCB信息的获取151
• 5.7任务堆栈检查152
• 5.8任务调度154
• 5.8.1μC/OS-Ⅱ的调度算法154
• 5.8.2μC/OS-Ⅱ的任务级调度154
• 5.8.3任务级任务切换函数OS_TASK_SW( )157
• 5.9μC/OS-Ⅱ的初始化和多任务的启动161
• 5.9.1μC/OS-Ⅱ的初始化161
• 5.9.2μC/OS-Ⅱ的多任务启动167
• 5.10任务级调度实例168
• 5.10.1程序功能说明168
• 5.10.2程序实现及源代码解析169
• 5.10.3CCS工程导入172
• 本章小结173
• 练习与思考题173
• 第6章中断与时钟174
• 6.1μC/OS-Ⅱ的中断管理174
• 6.1.1μC/OS-Ⅱ的中断管理过程174
• 6.1.2进入中断处理函数175
• 6.1.3退出中断处理函数176
• 6.1.4中断级任务切换函数177
• 6.2μC/OS-Ⅱ的时钟178
• 6.2.1系统时钟中断服务程序178
• 6.2.2时钟节拍服务函数179
• 6.3μC/OS-Ⅱ的时间管理181
• 6.3.1任务延时函数182
• 6.3.2按时分秒延时函数182
• 6.3.3取消任务的延时函数184
• 6.3.4获取系统时间函数185
• 6.3.5设置系统时间函数185
• 6.4中断管理实例186
• 6.4.1程序功能说明186
• 6.4.2程序实现及源代码解析186
• 本章小结188
• 练习与思考题188
• 第7章任务同步机制与通信方式189
• 7.1任务同步与事件管理189
• 7.1.1任务之间的关系189
• 7.1.2同步与通信190
• 7.1.3临界区191
• 7.1.4信息传递191
• 7.2事件管理的数据结构192
• 7.2.1事件192
• 7.2.2事件控制块ECB193
• 7.2.3事件等待组和事件等待表194
• 7.2.4事件控制块空闲链表196
• 7.2.5事件管理程序196
• 7.3信号量199
• 7.3.1信号量概述199
• 7.3.2数据结构200
• 7.3.3信号量的操作201
• 7.3.4应用举例209
• 7.4互斥信号量214
• 7.4.1任务优先级的反转现象215
• 7.4.2互斥型信号量概述216
• 7.4.3数据结构217
• 7.4.4互斥信号量的操作217
• 7.4.5应用举例228
• 7.5事件标志组232
• 7.5.1事件标志组概述232
• 7.5.2事件标志组的数据结构233
• 7.5.3事件标志组的操作236
• 7.5.4事件标志组管理实例249
• 本章小结255
• 练习与思考题255
• 第8章消息管理256
• 8.1消息邮箱256
• 8.1.1消息邮箱概述256
• 8.1.2消息邮箱的数据结构257
• 8.1.3消息邮箱的操作257
• 8.1.4消息邮箱实例265
• 8.2消息队列267
• 8.2.1消息队列概述267
• 8.2.2消息队列的数据结构268
• 8.2.3消息队列的操作270
• 8.2.4消息队列实例278
• 本章小结281
• 练习与思考题281
• 第9章内存管理282
• 9.1μC/OS-Ⅱ的内存管理机制282
• 9.2内存控制块282
• 9.2.1内存分区283
• 9.2.2内存控制块的结构283
• 9.2.3内存控制块的初始化283
• 9.3创建内存分区285
• 9.4申请一个内存块287
• 9.5释放一个内存块288
• 9.6查询内存分区的状态289
• 9.7读取内存分区名称的有效长度290
• 9.8设置内存分区名称291
• 9.9内存管理应用实例292
• 9.9.1程序功能说明292
• 9.9.2程序实现及源代码分析292
• 本章小结296
• 练习与思考题296
• 第10章μC/OS-Ⅱ的移植297
• 10.1移植说明297
• 10.2移植详解298
• 10.2.1工程的建立和目录结构298
• 10.2.2板级支持包298
• 10.2.3文件os_cpu.h的编写298
• 10.2.4文件os_cpu_c.c的编写300
• 10.2.5文件os_cpu_a.asm的编写303
• 10.3测试μC/OS-Ⅱ309
• 本章小结310
• 练习与思考题310
• 第11章CAN总线应用设计311
• 11.1CAN协议概述311
• 11.1.1CAN总线的特点311
• 11.1.2CAN协议报文的帧类型312
• 11.2Tiva微控制器的CAN接口314
• 11.2.1CAN模块内部结构314
• 11.2.2信号描述315
• 11.3功能说明316
• 11.3.1初始化和配置316
• 11.3.2数据收发317
• 11.3.3位速率的控制323
• 11.3.4中断处理324
• 11.3.5测试模式325
• 11.4应用举例326
• 本章小结331
• 练习与思考题332