基于C8T6核心板的ucOS文件移植

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前言

uC/OS是一个可以基于ROM运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，适合很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。

前期我们编写的程序都是在一个while(1)循环中重复执行，本例我们使用uC/OS操作系统实现特定的功能，体会一下自己移植一个操作系统，听起来还挺有趣的，让我们开始吧！

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一、获取uC/OS-III源码

官网下载

Micrium下载官网
官网下载步骤较为繁琐，如果想要在官网下载，可参考

STM32F103C8T6移植uC/OS-III基于HAL库超完整详细过程

网盘下载

当然，我也将下载好的文件上传到了网盘

下载完成后，打开文件有四个文件夹，分别是EvalBoards、uC-CPU、uC-LIB、uCOS-III，如下图所示

（1）EvalBoards文件夹
EvalBoards文件夹下是基于该评估版的应用层实现，在我们的移植中有部分文件可以移过来使用。

（2）uC-CPU文件夹
uC-CPU文件夹这是和 CPU 紧密相关的文件，里面的一些文件很重要，都是我们需要使用的。

（3）uC-LIB文件夹
uC-LIB文件夹，Micrium 公司提供的官方库，诸如字符串操作、内存操作等接口，可用可不用。一般能用于代替标准库中的一些函数，使得在嵌入式中应用更加方便安全。

（4）uCOS-III文件夹
uCOS-III文件夹，是操作系统内核文件夹，都是系统核心文件。这些文件是我们全部需要的，移植时将这些拷贝过去就可以。

二、建立工程文件

本例我们是基于HAL库移植移植uC/OS-III操作系统，实现的功能较为简单，共构建了3个任务（task）。

task1: LED1以1s频率闪烁
task2: LED2以3s频率闪烁
task3: 每隔2s，通过串口发送“hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！”的提示信息。

关于LED闪烁和串口发送/接收程序，小编之前已经详细介绍过了，具体可参考
点灯：STM32CubeMX环境搭建及使用
串口：
stm32之串口通信

stm32之中断模式

配置完成后，生成的工程文件如下

三、移植uC/OS-III文件

（1）在工程文件夹中新建ucOSIII，将源码中的uC-CPU、uC-LIB和UCOS-III这三个文件夹复制到该文件中


（2）再新建ucos_config文件夹和ucos_bsp文件夹,将例程文件中框选处理的官方文件复制到ucos_config中

然后ucos_config中新建app.h,如下图所示

（3）将Micrium\Software\EvalBoards\Micrium\uC-Eval-STM32F107\BSP下所框选的工程文件复制到ucos_bsp夹中

四、添加工程组件及路径

（一）添加工程分组

打开uc_OSIII工程， 按照如图所示添加六个新的分组： bsp、uCOSIII_CPU、 uCOSIII_LIB、 uCOSIII_Ports、 uCOSIII_Source、 OS_cfg

（二）将文件添加到分组

1. 将ucos_bsp文件夹中的bsp.c与bsp.h添加到分组bsp中

2. 在uCOSIII_CPU 分组中添加以下文件

点击Add Filles…,在刚刚新建的ucOSIII文件夹下的uC-CPU文件夹内选中框选的文件，将其添加进去

然后到uC-CPU–>ARM-Cortex-M3–>RealView文件目录下添加以下文件

3. 添加 uCOSIII_LIB 组件

点击Add Filles…,仍然在刚刚新建的ucOSIII文件夹下的uC-LIB文件夹内选中框选的文件，将其添加进去

然后在uC-LIB\Ports\ARM-Cortex-M3\RealView路径下添加lib_mem_a.asm文件
4. 添加 uCOSIII_Ports 组件

在uCOS-III\Ports\ARM-Cortex-M3\Generic\RealView找到下图所框选文件，将其添加进去

5. 添加文件到 uCOSIII_Source组

在uCOS-III\Source文件下，将所框选的20个文件添加到uCOSIII_Source分组

5. 添加文件到 OS_cfg组

在刚刚新建的ucos_config文件夹中找到以下文件，并将其添加到OS_cfg分组

查看完成的工程文件结构

（三）包含头文件路径

选择魔术棒–>C/C++ 选项–>>Include Paths,添加所用到文件的路径

新添加的文件路径如下

五、修改工程文件

（一）启动文件

首先修改工程的启动文件“ startup_stm32f103xb.s”

其中将 PendSV_Handler 和 SysTick_Handler 分 别 改 为
OS_CPU_PendSVHandler 和 OS_CPU_SysTickHandler，共两处，因为 uCOS 官方已经给我们处理好对应的中断函数，就无需我们自己处理与系统相关的中断了，同时我们最好将stm32f10x_it.c 文件中的 PendSV_Handler 和 SysTick_Handler 函数注释掉。

修改后如下：

修改 startup_stm32f103xb.s 文件（第 76、 77 行）

修改 startup_stm32f103xb.s 文件（第 174到179 行）

（二）app_cfg.h文件

修改前：

#define APP_CFG_SERIAL_EN                DEF_ENABLED

修改后：

#define  APP_CFG_SERIAL_EN               DEF_DISABLED

（三）修改bsp.c和bsp.h文件

• bsp.c文件

// bsp.c
#include "includes.h"#define  DWT_CR      *(CPU_REG32 *)0xE0001000
#define  DWT_CYCCNT  *(CPU_REG32 *)0xE0001004
#define  DEM_CR      *(CPU_REG32 *)0xE000EDFC
#define  DBGMCU_CR   *(CPU_REG32 *)0xE0042004#define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24)
#define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)CPU_INT32U  BSP_CPU_ClkFreq (void)
{return HAL_RCC_GetHCLKFreq();
}void BSP_Tick_Init(void)
{CPU_INT32U cpu_clk_freq;CPU_INT32U cnts;cpu_clk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();#if(OS_VERSION>=3000u)cnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;#elsecnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OS_TICKS_PER_SEC;#endifOS_CPU_SysTickInit(cnts);
}void BSP_Init(void)
{BSP_Tick_Init();MX_GPIO_Init();
}#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
void  CPU_TS_TmrInit (void)
{CPU_INT32U  cpu_clk_freq_hz;DEM_CR         |= (CPU_INT32U)DEM_CR_TRCENA;                /* Enable Cortex-M3's DWT CYCCNT reg.                   */DWT_CYCCNT      = (CPU_INT32U)0u;DWT_CR         |= (CPU_INT32U)DWT_CR_CYCCNTENA;cpu_clk_freq_hz = BSP_CPU_ClkFreq();CPU_TS_TmrFreqSet(cpu_clk_freq_hz);
}
#endif#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
CPU_TS_TMR  CPU_TS_TmrRd (void)
{return ((CPU_TS_TMR)DWT_CYCCNT);
}
#endif#if (CPU_CFG_TS_32_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U  CPU_TS32_to_uSec (CPU_TS32  ts_cnts)
{CPU_INT64U  ts_us;CPU_INT64U  fclk_freq;fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();ts_us     = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);return (ts_us);
}
#endif#if (CPU_CFG_TS_64_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U  CPU_TS64_to_uSec (CPU_TS64  ts_cnts)
{CPU_INT64U  ts_us;CPU_INT64U  fclk_freq;fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();ts_us     = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);return (ts_us);
}
#endif

• bsp.h

// bsp.h
#ifndef  __BSP_H__
#define  __BSP_H__#include "stm32f1xx_hal.h"void BSP_Init(void);#endif

（四）修改includes.h头文件

第一处修改：

#include "bsp.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
#include "app_cfg.h"

第二处修改：

#include "stm32f1xx_hal.h"

（五）main.c

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <includes.h>
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* 任务优先级 */
#define START_TASK_PRIO		3
#define LED1_TASK_PRIO		4
#define MSG_TASK_PRIO		5
#define LED2_TASK_PRIO		6/* 任务堆栈大小	*/
#define START_STK_SIZE 		96
#define LED1_STK_SIZE 		64
#define MSG_STK_SIZE 		64
#define LED2_STK_SIZE 		64/* 任务栈 */	
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
CPU_STK MSG_TASK_STK[MSG_STK_SIZE];
CPU_STK LED2_TASK_STK[LED2_STK_SIZE];/* 任务控制块 */
OS_TCB StartTaskTCB;
OS_TCB Led1TaskTCB;
OS_TCB MsgTaskTCB;
OS_TCB Led2TaskTCB;
/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* 任务函数定义 */
void start_task(void *p_arg);
static  void  AppTaskCreate(void);
static  void  AppObjCreate(void);
static  void  led1_pb0(void *p_arg);
static  void  send_msg(void *p_arg);
static  void  led2_pb1(void *p_arg);/* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{OS_ERR  err;OSInit(&err);HAL_Init();SystemClock_Config();//MX_GPIO_Init(); 这个在BSP的初始化里也会初始化
MX_USART1_UART_Init();	/* 创建任务 */OSTaskCreate((OS_TCB     *)&StartTaskTCB,                /* Create the start task                                */(CPU_CHAR   *)"start task",(OS_TASK_PTR ) start_task,(void       *) 0,(OS_PRIO     ) START_TASK_PRIO,(CPU_STK    *)&START_TASK_STK[0],(CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE/10,(CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE,(OS_MSG_QTY  ) 0,(OS_TICK     ) 0,(void       *) 0,(OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),(OS_ERR     *)&err);/* 启动多任务系统，控制权交给uC/OS-III */OSStart(&err);            /* Start multitasking (i.e. give control to uC/OS-III). */}void start_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();p_arg = p_arg;/* YangJie add 2021.05.20*/BSP_Init();                                                   /* Initialize BSP functions *///CPU_Init();//Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);  		//统计任务                
#endif#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN			//如果使能了测量中断关闭时间CPU_IntDisMeasMaxCurReset();	
#endif#if	OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN  		//当使用时间片轮转的时候//使能时间片轮转调度功能,时间片长度为1个系统时钟节拍，既1*5=5msOSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);  
#endif		OS_CRITICAL_ENTER();	//进入临界区/* 创建LED1任务 */OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led1TaskTCB,		(CPU_CHAR	* )"led1_pb0", 		(OS_TASK_PTR )led1_pb0, 			(void		* )0,					(OS_PRIO	  )LED1_TASK_PRIO,     (CPU_STK   * )&LED1_TASK_STK[0],	(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE/10,	(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE,		(OS_MSG_QTY  )0,					(OS_TICK	  )0,					(void   	* )0,					(OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,(OS_ERR 	* )&err);		/* 创建LED2任务 */OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led2TaskTCB,		(CPU_CHAR	* )"led2_pb1", 		(OS_TASK_PTR )led2_pb1, 			(void		* )0,					(OS_PRIO	  )LED2_TASK_PRIO,     (CPU_STK   * )&LED2_TASK_STK[0],	(CPU_STK_SIZE)LED2_STK_SIZE/10,	(CPU_STK_SIZE)LED2_STK_SIZE,		(OS_MSG_QTY  )0,					(OS_TICK	  )0,					(void   	* )0,					(OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,(OS_ERR 	* )&err);										 /* 创建MSG任务 */OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&MsgTaskTCB,		(CPU_CHAR	* )"send_msg", 		(OS_TASK_PTR )send_msg, 			(void		* )0,					(OS_PRIO	  )MSG_TASK_PRIO,     	(CPU_STK   * )&MSG_TASK_STK[0],	(CPU_STK_SIZE)MSG_STK_SIZE/10,	(CPU_STK_SIZE)MSG_STK_SIZE,		(OS_MSG_QTY  )0,					(OS_TICK	  )0,					(void   	* )0,				(OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, (OS_ERR 	* )&err);OS_TaskSuspend((OS_TCB*)&StartTaskTCB,&err);		//挂起开始任务			 OS_CRITICAL_EXIT();	//进入临界区
}
/*** 函数功能: 启动任务函数体。* 输入参数: p_arg 是在创建该任务时传递的形参* 返 回 值: 无* 说    明：无*/
static  void  led1_pb0 (void *p_arg)
{OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */CPU_Init();Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();AppTaskCreate();                                            /* Create Application Tasks                             */AppObjCreate();                                             /* Create Application Objects                           */while (DEF_TRUE){HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}
static  void  led2_pb1 (void *p_arg)
{OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */CPU_Init();Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();AppTaskCreate();                                            /* Create Application Tasks                             */AppObjCreate();                                             /* Create Application Objects                           */while (DEF_TRUE){HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}
static  void  send_msg (void *p_arg)
{OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */CPU_Init();Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();AppTaskCreate();                                            /* Create Application Tasks                             */AppObjCreate();                                             /* Create Application Objects                           */while (DEF_TRUE){printf("hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！\r\n");OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/* USER CODE BEGIN 4 */
/*** 函数功能: 创建应用任务* 输入参数: p_arg 是在创建该任务时传递的形参* 返 回 值: 无* 说    明：无*/
static  void  AppTaskCreate (void)
{}/*** 函数功能: uCOSIII内核对象创建* 输入参数: 无* 返 回 值: 无* 说    明：无*/
static  void  AppObjCreate (void)
{}
/* USER CODE END 4 *//*** @brief  This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state *//* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/*** @brief  Reports the name of the source file and the source line number*         where the assert_param error has occurred.* @param  file: pointer to the source file name* @param  line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{ /* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT *//************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

这个是因为内存溢出，STM32C8T6内存只有20KB，而在lib_cfg.h中宏定义了堆大小为27KB，导致内存空间不够

在lib_cfg.h文件中找到该宏定义，并修改如下

修改前：

#define  LIB_MEM_CFG_HEAP_SIZE          27u * 1024u    

修改后：

#define  LIB_MEM_CFG_HEAP_SIZE          5u * 1024u   

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六、实例演示

• LED1、2闪烁

• 串口发送数据

总结

本次是基于ucOS操作系统的移植，小编不了解ucOS系统，只是尝试能够正确的移植，对于代码的分析以及整个代码运行的流程就跳过了。
以上若有不当之处，敬请指教！！！

STM32F103C8T6移植uC/OS-III基于HAL库超完整详细过程

uCOSIII移植

uCOS-III在STM32的移植

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[野火]uCOS-III内核实现与应用开发实战指南