基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)

內(nèi)容概要

本書(shū)詳細(xì)介紹了基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)，內(nèi)容有“緒論”、“開(kāi)發(fā)環(huán)境”、“任務(wù)劃分”、“任務(wù)設(shè)計(jì)”、“中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) ”、“行為同步”、“資源同步”、“數(shù)據(jù)通信”、“時(shí)間管理”、“采樣任務(wù)設(shè)計(jì)”、“串行通信任務(wù)設(shè)計(jì)”、“鍵盤任務(wù)設(shè)計(jì)”、“顯示任務(wù)設(shè)計(jì) ”、“嵌入式操作系統(tǒng)的剪裁”和“設(shè)計(jì)實(shí)例”。書(shū)中介紹的內(nèi)容以源碼開(kāi)放的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS－II為軟件運(yùn)行環(huán)境，以ARM7為硬件環(huán)境。     本書(shū)內(nèi)容深入淺出，為加深理解，列舉了很多程序設(shè)計(jì)實(shí)例和實(shí)驗(yàn)。     本書(shū)可作為高等院校電子類相關(guān)專業(yè)本科和研究生的學(xué)習(xí)參考書(shū)，也可作為電子技術(shù)人員從事嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)研制開(kāi)發(fā)的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論  1.1  嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史  1.2  嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)  1.3  基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)第2章  開(kāi)發(fā)環(huán)境  2.1  嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的選擇  2.2  CPU芯片的選擇  2.3  嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的移植  2.4  開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境的建立  2.5  工程模板的使用    2.5.1  scf文件組    2.5.2  *.h文件組    2.5.3  arm文件組    2.5.4  target文件組    2.5.5  μC/OS-Ⅱ文件組    2.5.6  用戶文件組第3章  任務(wù)劃分  3.1  任務(wù)的特性    3.1.1  任務(wù)的動(dòng)態(tài)性    3.1.2  任務(wù)的獨(dú)立性    3.1.3  任務(wù)的并發(fā)性  3.2  任務(wù)劃分的目標(biāo)  3.3  任務(wù)劃分的方法    3.3.1  設(shè)備依賴性任務(wù)的劃分    3.3.2  關(guān)鍵任務(wù)的劃分    3.3.3  緊迫任務(wù)的劃分    3.3.4  數(shù)據(jù)處理任務(wù)的劃分    3.3.5  功能聚合任務(wù)的劃分    3.3.6  觸發(fā)條件相同任務(wù)的劃分    3.3.7  運(yùn)行周期相同任務(wù)的劃分    3.3.8  順序操作任務(wù)的劃分    3.3.9  任務(wù)劃分小結(jié)  3.4  任務(wù)的可調(diào)度性分析第4章  任務(wù)設(shè)計(jì)  4.1  任務(wù)函數(shù)的結(jié)構(gòu)    4.1.1  單次執(zhí)行的任務(wù)    4.1.2  周期性執(zhí)行的任務(wù)    4.1.3  事件觸發(fā)執(zhí)行的任務(wù)  4.2  任務(wù)優(yōu)先級(jí)安排    4.2.1  任務(wù)的優(yōu)先級(jí)資源    4.2.2  任務(wù)優(yōu)先級(jí)安排原則  4.3  任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    4.3.1  與操作系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    4.3.2  與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  4.4  任務(wù)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題    4.4.1  公共函數(shù)的調(diào)用    4.4.2  與其他任務(wù)的協(xié)調(diào)    4.4.3  共享資源的訪問(wèn)    4.4.4  與其他任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信  4.5  任務(wù)的代碼設(shè)計(jì)過(guò)程    4.5.1  系統(tǒng)總體任務(wù)關(guān)聯(lián)圖    4.5.2  任務(wù)的關(guān)聯(lián)分析    4.5.3  任務(wù)的程序流程圖    4.5.4  編寫(xiě)任務(wù)的程序代碼第5章  中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)  5.1  中斷優(yōu)先級(jí)安排    5.1.1  中斷的優(yōu)先級(jí)資源    5.1.2  中斷優(yōu)先級(jí)安排原則  5.2  不受操作系統(tǒng)管理的中斷服務(wù)程序  5.3  受操作系統(tǒng)管理的中斷服務(wù)程序    5.3.1  中斷服務(wù)程序的結(jié)構(gòu)    5.3.2  中斷句柄    5.3.3  配置和初始化中斷源    5.3.4  設(shè)計(jì)與關(guān)聯(lián)任務(wù)的通信手段    5.3.5  編寫(xiě)中斷服務(wù)程序的功能函數(shù)第6章  行為同步  6.1  用于行為同步的通信手段    6.1.1  二值信號(hào)量    6.1.2  計(jì)數(shù)信號(hào)量    6.1.3  事件標(biāo)志組    6.1.4  消息郵箱    6.1.5  消息隊(duì)列    6.1.6  小結(jié)  6.2  行為同步    6.2.1  ISR與任務(wù)之間的同步    6.2.2  兩個(gè)任務(wù)之間的單向同步    6.2.3  兩個(gè)任務(wù)之間的雙向同步    6.2.4  兩個(gè)以上任務(wù)同步一個(gè)任務(wù)    6.2.5  多個(gè)任務(wù)相互同步第7章  資源同步  7.1  關(guān)中斷    7.1.1  保障數(shù)據(jù)可靠性    7.1.2  保障數(shù)據(jù)完整性    7.1.3  關(guān)中斷小結(jié)  7.2  關(guān)調(diào)度  7.3  使用互斥信號(hào)量  7.4  使用計(jì)數(shù)信號(hào)量第8章  數(shù)據(jù)通信  8.1  全局變量  8.2  內(nèi)存數(shù)據(jù)塊  8.3  消息郵箱  8.4  消息隊(duì)列第9章  時(shí)間管理  9.1  控制任務(wù)的執(zhí)行周期  9.2  控制任務(wù)的運(yùn)行節(jié)奏  9.3  狀態(tài)查詢  9.4  終止周期性任務(wù)第10章  采樣任務(wù)設(shè)計(jì)  10.1  使用延時(shí)函數(shù)控制采樣周期  10.2  使用定時(shí)中斷控制采樣周期  10.3  使用節(jié)拍鉤子函數(shù)進(jìn)行采樣  10.4  使用快速定時(shí)中斷進(jìn)行采樣  10.5  被動(dòng)采樣第11章  串行通信任務(wù)設(shè)計(jì)  11.1  通信協(xié)議設(shè)計(jì)  11.2  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估  11.3  幀緩沖區(qū)  11.4  數(shù)據(jù)發(fā)送  11.5  數(shù)據(jù)接收第12章  鍵盤任務(wù)設(shè)計(jì)  12.1  可靠地獲取鍵盤操作信息  12.2  基于菜單操作的監(jiān)控流程    12.2.1  系統(tǒng)功能分析和菜單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    12.2.2  監(jiān)控程序設(shè)計(jì)  12.3  與顯示任務(wù)的通信第13章  顯示任務(wù)設(shè)計(jì)  13.1  GUI簡(jiǎn)介  13.2  畫(huà)面設(shè)計(jì)  13.3  與其他任務(wù)的接口  13.4  短消息設(shè)汁  13.5  顯示任務(wù)設(shè)計(jì)第14章  嵌入式操作系統(tǒng)的剪裁  14.1  服務(wù)功能的剪裁  14.1.1  任務(wù)管理功能的剪裁    14.1.2  通信服務(wù)功能的剪裁    14.1.3  其他功能的剪裁  14.2  數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的剪裁    14.2.1  與任務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    14.2.2  與通信功能有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    14.2.3  其他參數(shù)第15章  設(shè)計(jì)實(shí)例  15.1  實(shí)例簡(jiǎn)介  15.2  硬件系統(tǒng)  15.3  任務(wù)分析    15.3.1  實(shí)例任務(wù)劃分    15.3.2  實(shí)例任務(wù)設(shè)計(jì)  15.4  程序設(shè)計(jì)詳解    15.4.1  鍵盤任務(wù)    15.4.2  顯示任務(wù)    15.4.3  使用延時(shí)函數(shù)的采樣任務(wù)    15.4.4  使用快速中斷的采樣任務(wù)    15.4.5  使用時(shí)鐘節(jié)拍鉤子函數(shù)的采樣任務(wù)    15.4.6  使用定時(shí)中斷的采樣任務(wù)    15.4.7  串行口發(fā)送任務(wù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第3章　任務(wù)劃分　　在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)始階段，都是從功能需求分析開(kāi)始，然后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而在進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，是否采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將導(dǎo)致完全不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件可以分為許多“可執(zhí)行程序單元”。當(dāng)不使用操作系統(tǒng)時(shí)（基于裸機(jī)的編程方式），將這些“可執(zhí)行程序單元”進(jìn)行分類組合，就可以得到一個(gè)個(gè)“模塊”，其中一個(gè)是“監(jiān)控模塊”，其他“模塊”在“監(jiān)控模塊”的管理下運(yùn)行。當(dāng)使用操作系統(tǒng)時(shí)（基于操作系統(tǒng)的編程方式），將這些“可執(zhí)行程序單元”進(jìn)行分類組合，就可以得到一個(gè)個(gè)“任務(wù)”，這些“任務(wù)”在操作系統(tǒng)的調(diào)度下運(yùn)行。嚴(yán)格地講，這里的“任務(wù)”是指“用戶任務(wù)”（區(qū)別于操作系統(tǒng)自己的“系統(tǒng)任務(wù)”），本書(shū)中將“用戶任務(wù)”簡(jiǎn)稱為“任務(wù)”。　　對(duì)一個(gè)具體的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行“任務(wù)劃分”，是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，任務(wù)劃分是否合理將直接影響軟件設(shè)計(jì)的質(zhì)量。當(dāng)任務(wù)劃分得合理時(shí)，軟件設(shè)計(jì)將比較簡(jiǎn)潔、高效；否則將可能比較繁雜。甚至失敗。本章介紹與任務(wù)劃分有關(guān)的問(wèn)題。

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