μC/OS-Ⅱ在ATmega128上的移植Step by Step

由于μC/OS-Ⅱ的任务切换实际上是模拟一次中断，因此需要知道CPU的中断响应机制。中断发生时,ATmega128按以下

步骤顺序执行：

A. 全局中断允许位I清零。

B. 将指向下一条指令的PC值压入堆栈，同时堆栈指针SP减2。

C. 选择最高优先级的中断向量装入PC，程序从此地址继续执行中断处理。

D. 当执行中断处理时，中断源的中断允许控制位清零。

中断结束后，执行RETI指令，此时

A. 全局中断允许位I置“1”。

B. PC从堆栈推出，程序从被中断的地方继续执行。

特别要注意的是：AVR单片机在响应中断及从中断返回时，并不会对状态寄存器SREG和通用寄存器自动进行保存和恢复操作，因此，对状态寄存器SREG和通用寄存器的中断保护工作必须由用户来完成。

1.4 ATmega128的定时器中断

ATmega128有三个定时器：T0,T1,T2;它们三者都有计数溢出中断功能,而且T1和T2还有匹配比较中断，即定时器计数到设定的值时，产生中断并自动清零。若系统采用这种中断方式，其好处是在中断服务程序ISR中不需要重新装载定时器的值。但本文出于通用性的考虑，仍采用定时器计数溢出中断方式

2 μC/OS-Ⅱ的移植

2.1移植条件

要实现μC/OS-Ⅱ的移植，所用的处理器和编译器必须满足一定的条件：

(1) 所用的C编译器能产生可重入代码。

可重入代码是指可以被一个以上的任务调用，而不必担心其数据会被破坏的代码。可重入代码任何时候都可以被中断，一段时间以后又可以重新运行，而相应的数据不会丢失，不可重入代码则不行。本文所使用ImageCraft公司的ICCAVR V6.29编译器能产生可重入代码。

(2) 用C语言就可以打开和关闭中断。

本文所使用的ICCAVR V6.29编译器支持在C语言中内嵌汇编语句且提供专门开关中断的宏：CLI()和SEI()。这样，使得在C语言中开关中断非常方便。

(3) 处理器支持中断，并且能产生定时中断(通常在10至100Hz之间)本文使用的ATmega128，有3个定时器，能产生μC/OS-Ⅱ所需的定时中断。

(4) 处理器支持能够容纳一定数量数据的硬件堆栈。本文使用的ATmega128有4K RAM，硬件堆栈可以开辟在这4K RAM中。

(5) 处理器有将堆栈指针和其它CPU寄存器从内存中读出和存储到堆栈或内存中的指令。一般的单片机都满足这个要求(如PUSH、POP指令)，且ATmega128还具有直接访问I/O寄存器的指令(IN、OUT等)，它比8051系列的单片机更容易实现上述要求。

2.2移植的实现

μC/OS-Ⅱ的移植工作包括以下几个内容：

用typedef声明与编译器相关的10个数据类型(OS_CPU.H)

用#define设置一个常量的值(OS_CPU.H)

#define声明三个宏(OS_CPU.H)

用C语言编写六个简单的函数(OS_CPU_C.C)

编写四个汇编语言函数(OS_CPU_A.S)

根据这几项内容，本文逐步来完成。

2.2.1 INCLUDES.H文件

是主头文件，在所有后缀名为.C的文件的开始都包含INCLUDES.H文件。使用INCLUDES.H的好处是所有的.C文件都只包含一个头文件，简洁，可读性强。缺点是.C文件可能会包含一些它并不需要的头文件，增加编译时间。我们是以增加编译时间为代价来换取程序的可移植性的。用户可以改写INCLUDES.H文件，增加自己的头文件，但必须加在文件末尾。

程序清单L2.2.1 INCLUDES.H.

#include // ATmega128的寄存器头文件

#include // ICCAVR的宏

#include

#include

#include

#include //一些C语言的标准库

/*

***************************************************************************

* μC/OS-Ⅱ 头文件

***************************************************************************

*/

#include G:\Porting\ICCAVR\porting12_8\ATmega128\os_cpu.h

#include G:\Porting\ICCAVR\Porting12_8\EX1_mega128\os_cfg.h

#include G:\Porting\ICCAVR\Porting12_8\SOURCE\ucos_ii.h

要注意，μC/OS-Ⅱ 的3个头文件的先后顺序是：os_cpu.h，os_cfg.h最后是ucos_ii.h。

2.2.2 OS_CPU.H文件

OS_CPU.H包括了用#define定义的与处理器相关的常量、宏和类型定义。其中需要注意以下三点：

一是堆栈的生长方向。正如前面所述，ATmega128的堆栈生长方向是向下生长，即从高地址到低地址，因此，OS_STK_GROWTH要被定义为1。

二是进入临界代码段(critical code section)的方法。μC/OS-II提供了三种进入临界代码段的方法,第一种方法是直接对中断允许位置1或清零，即进入临界代码段时，把中断允许位清零，退出临界代码段时，把中断允许位置1;第二种方法是进入临界代码段时，先将中断状态保存到堆栈中，然后关闭中断。与之对应的是，退出临界代码段时，从堆栈中恢复前面保存的中