基于Cortex-M4的ucOS-III该怎样去移植呢

　　一、设计方案及可行性分析
　　题目要求：ucOS-III的移植；设计三个小实验：单一任务、多任务、并发任务。
　　1、设计方案
　　首先运行老师给的范例代码熟悉开发软件和开发板的使用；收集资料简单了解UCOSIII的基本概念，然后进行UCOSIII移植（移植到STM32f407开发板）；移植成功后开始进行UCOSIII实例编程（实例老师给了，就只需要进行代码修改与调试运行）
　　2、可行性分析
　　uC/OS-III（Micro C OS Three微型的C语言编写的操作系统第3版）是一个可升级、可固化、基于优先级的实时内核。它管理的任务个数不受限制。它是第三代内核，提供了现代实时内核所期望的所有功能包括资源管理、同步、内部任务交流等。uC/OS-III也提供了很多特性是在其他实时内核中所没有的，比如能在运行时测量运行性能，直接得发送信号或消息给任务，任务能同时等待多个信号量和消息队列。
　　OSIII有以下几个重要特性：
　　极短的关中断时间
　　任务数目不受限制
　　优先级数量不受限制
　　内核对象数目不受限制
　　软件定时器
　　同时等待多个内核对象
　　直接向任务发送信号
　　直接向任务发送消息
　　任务寄存器
　　任务时钟节拍处理
　　防止死锁
　　所谓移植，是指能让uC/OS-III在某个微处理器或者为控制器上能够运行。为了方便移植，uC/OS-III的绝大部分代码使用C语言写的。在移植过程中我们重点是需要用C语言和汇编语言编写一些与处理器有关的代码。而且uC/OS-III中那些与CPU寄存器打交道的代码只能用汇编语言编写（除非C编译器支持内嵌汇编语言）。得益于uC/OS-III在设计时对可移植性的充分考虑，其在各个平台上的移植还是比较容易的。值得一提的是Micrium公司已经在各个主流的处理器上做好了移植工作，这些移植好的代码在官网上是可以直接免费下载的。我们站在巨人的肩膀上从官方移植文件入手。
　　二、详细设计思路
　　1．UCOSIII移植过程
　　1）移植成功的几个前提条件：
　　处理器有可用的ANSI C编译器，能生成可重入性代码。
　　处理器支持中断，并且可产生定时中断（通常在10~1000Hz之间）。
　　可以开关中断。
　　处理器支持能够容纳足够多的数据（数千字节）的硬件堆栈。
　　处理器有将堆栈指针和其他CPU寄存器读出并存储到堆栈或内存中的指令。
　　处理器有足够的RAM空间用来存储UCOSIII的变量、数据结构体和内部任务堆栈。
　　编译器应该支持32位数据类型。
　　移植主要涉及三方面的内容：CPU、操作系统和板级代码（板级支持包BSP）。我们的移植对象为STM32F407。
　　2）移植具体过程
　　选择一个基础的用ST官方库代码进行编写的程序作为移植基础。这里我们选择一个简单的跑马灯程序作为移植的基础程序（跑马灯程序本来是裸机跑的程序，我们要将uC/OS-III移植到该跑马灯程序中）。
　　下载UCOSIII源码。
　　在待移植的工程目录（跑马灯程序）中新建一个uC/OS-III文件夹，然后将我们下载的Micrium官方移植工程中的uC-CPU、uC-LIB、UCOS-III这三个文件复制到工程中。这里还需在UCOSIII文件中新建两个文件：UCOS_BSP、UCOS_CONFIG。向UCOS_CONFIG中添加文件，复制Micrium官方移植好的工程中的相关文件到UCOS_CONFIG文件夹下，文件路径为：Micrium官方移植SoftwareEvalBoardsMicriumuC-Eval-STM32F107uCOS-III；复制Micrium官方移植好的工程的相关文件到UCOS_BSP文件下，路径为：Micrium官方移植SoftwareEvalBoardsMicriumuC-Eval-STM32F107BSP。
　　准备好了所需文件后，还要将文件添加到我们的工程中去，在KEIL中先添加分组，如下图所示：
　　
　　添加完分组还要给分组添加文件，添加情况如图所示：
　　
　　为了编译时能找到相关文件，这里还需要设置包含路径，设置情况如下图所示：
　　
　　修改bsp.c和bsp.h文件；修改os_cpu_c.c文件；修改os_cfg_app.h
　　修改sys.h： 将SYSTEM_SUPPORT_OS置1，以支持UCOS操作系统。
　　2．说明程序中用到的关键数据类型的定义，绘制关键程序的流程图，以及各子模块间的调用关系图。
　　本次实验中，我们用到FSMC驱动LCD，通过前面电路的介绍，我们知道TFTLCD的RS接在FSMC的A18上面，CS接在FSMC_NE4上，并且是16位数据总线，即我们使用的是FSMC的第四区，我们在lcd.h里面定义LCD操作结构体为：
　　//LCD地址结构体 typedef struct { u16 LCD_REG; u16 LCD_RAM; } LCD_TypeDef; //使用NOR/SRAM的 Bank1.sector4，地址位HADDR［27，26］=11 A18作为数据命令区分线 //注意16位数据总线时STM32内部地址会右移一位对齐！ #define LCD_BASE （（u32）（0x6C000000 | 0x0007FFFE）） #define LCD （（LCD_TypeDef *） LCD_BASE）
　　其中，LCD_BASE，必须根据外部电路的连接设定，我们使用Bank1.sector4就是从地址0X6C000000开始，而0X0007FFFE，是A18的偏移量。我们将这个地址强制转换成LCD_TypeDef的结构体地址，就可以得到LCD-》LCD_REG的地址为0X6C07FFFE，而LCD-》LCD_RAM的地址为0X6C080000。所以有了这个定义，当我们要往LCD写命令/数据时，可以这样写：
　　LCD-》LCD_REG=CMD;//写命令LCD-》LCD_RAM=DATA;//写数据而读的时候反过来操作就可以了，如下表示：CMD =LCD-》LCD_REG;//读LCD寄存器DATA =LCD-》LCD_RAM;//读LCD数据
　　接下来介绍lcd.h里的另一个重要结构体：
　　//写寄存器函数
　　//regval：寄存器值
　　void LCD_WR_REG（vu16 regval）
　　{
　　regval=regval; //使用-O2优化的时候，必须插入的延时
　　LCD-》LCD_REG=regval;//写入要写的寄存器序号
　　}
　　//写LCD数据
　　//data：要写入的值
　　void LCD_WR_DATA（vu16 data）
　　{
　　data=data; //使用-O2优化的时候，必须插入的延时
　　LCD-》LCD_RAM=data;
　　}
　　//读LCD数据
　　//返回值：读到的值
　　u16 LCD_RD_DATA（void）
　　{
　　vu16 ram; //防止被优化
　　ram=LCD-》LCD_RAM;
　　return ram;
　　}
　　//写寄存器
　　//LCD_Reg：寄存器地址
　　//LCD_RegValue：要写入的数据
　　void LCD_WriteReg（u16 LCD_Reg，u16 LCD_RegValue）
　　{
　　LCD-》LCD_REG = LCD_Reg;
　　//写入要写的寄存器序号
　　LCD-》LCD_RAM = LCD_RegValue;
　　//写入数据
　　}
　　//读寄存器
　　//LCD_Reg：寄存器地址
　　//返回值：读到的数据
　　u16 LCD_ReadReg（u16 LCD_Reg）
　　{
　　LCD_WR_REG（LCD_Reg）; //写入要读的寄存器序号
　　delay_us（5）;
　　return LCD_RD_DATA（）; //返回读到的值
　　}
　　//开始写GRAM
　　void LCD_WriteRAM_Prepare（void）
　　{
　　LCD-》LCD_REG=lcddev.wramcmd;
　　}
　　//LCD写GRAM
　　//RGB_Code：颜色值
　　void LCD_WriteRAM（u16 RGB_Code）
　　{
　　LCD-》LCD_RAM = RGB_Code;//写十六位GRAM
　　}
　　因为FSMC自动控制了WR/RD/CS等这些信号，通过这些函数，我们就可以对LCD进行各种操作了。
　　接下来要介绍的函数是坐标设置函数，代码如下：
　　//设置光标位置
　　//Xpos：横坐标
　　//Ypos：纵坐标
　　void LCD_SetCursor（u16 Xpos， u16 Ypos）
　　{
　　if（lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310）
　　{
　　LCD_WR_REG（lcddev.setxcmd）;
　　LCD_WR_DATA（Xpos》》8）;
　　LCD_WR_DATA（Xpos&0XFF）;
　　LCD_WR_REG（lcddev.setycmd）;
　　LCD_WR_DATA（Ypos》》8）;
　　LCD_WR_DATA（Ypos&0XFF）;
　　}else if（lcddev.id==0X6804）
　　{
　　if（lcddev.dir==1）Xpos=lcddev.width-1-Xpos;//横屏时处理
　　LCD_WR_REG（lcddev.setxcmd）;
　　LCD_WR_DATA（Xpos》》8）;
　　LCD_WR_DATA（Xpos&0XFF）;
　　LCD_WR_REG（lcddev.setycmd）;
　　LCD_WR_DATA（Ypos》》8）;
　　LCD_WR_DATA（Ypos&0XFF）;
　　}else if（lcddev.id==0X5510）
　　{
　　LCD_WR_REG（lcddev.setxcmd）;
　　LCD_WR_DATA（Xpos》》8）;
　　LCD_WR_REG（lcddev.setxcmd+1）;
　　LCD_WR_DATA（Xpos&0XFF）;
　　LCD_WR_REG（lcddev.setycmd）;
　　LCD_WR_DATA（Ypos》》8）;
　　LCD_WR_REG（lcddev.setycmd+1）;
　　LCD_WR_DATA（Ypos&0XFF）;
　　}else
　　{
　　if（lcddev.dir==1）Xpos=lcddev.width-1-Xpos;//横屏其实就是调转x，y坐标
　　LCD_WriteReg（lcddev.setxcmd， Xpos）;
　　LCD_WriteReg（lcddev.setycmd， Ypos）;
　　}
　　}
　　该函数实现将LCD的当前操作点设置到指定坐标（x，y）。因为不同型号的屏不太一样，所以进行了区别对待。
　　3．实验现象
　　1.编译结果
　　
　　2.下载
　　
　　3.LCD显示高优先级任务
　　4.LCD显示中优先级任务
　　5.LCD显示低优先级任务
　　三、源代码及注释
　　该部分代码通过切换不同的任务来得到不同的实验现象。其中，高优先级任务将显示一个矩形并带有实验日期；中优先级将显示绿色矩形+横线，带有“Middle Task”字样；低优先级将显示“Low Task”字样和实验日期。