[摘要]：目前嵌入式系统正在不断地向智能化、网络化的方向发展,在实时控制系统中采用嵌入式操作系统已成为当前嵌入式应用系统中的一个发展方向。本文以开发电能计量电表中应用C/OS-II为实例,介绍了将实时嵌入式操作系统C/OS-II移植到目标系统中的方法,分析和研究了在单片机系统中使用嵌入式操作系统的有关问题。　

[关键词]：嵌入式操作系统; mC/OS-II; 内核; 实时性; 电能计量电表 

1 引言

       随着后PC时代和网络以及通信技术时代的到来,嵌入式操作系统在通信、电子、自动化等领域受已经到了越来越多的关注。因为一个好的嵌入式实时操作系统能够提高产品的研制效率,缩短产品的开发周期,所以许多生产厂家正在纷纷考虑采用嵌入式操作系统技术来开发自己的产品。

       实时嵌入式操作系统的种类繁多,大体可分为两种——商用型及免费型。商用型的实时操作系统功能稳定、可靠

、有完善技术支持及售后服务,但其昂贵价格限制了它在为数众多的低端低成本的场合的应用。并且对这些场合来讲,一个包含网络协议核、文件管理,内存管理的操作系统实在显得过于庞大了。它们需要的仅仅是一个稳定的包含任务管理及进程调度的实时内核,对一个 8位或16位单片机的应用场合,一个代码长度不超过10KB,占用系统资源不超过10%象mC/OS-II这样的实时内核是非常适合的。

2 mC/OS-II 系统简介

    mC/OS-II 是由Labrose先生编写的开放式内核,具有源码公开,可移植、可固化、可裁剪,稳定性及可靠性高的特点。其内核提供任务调度与管理、时间管理任务同步与通信、内存管理及中断服务等功能,支持64用户服务。90%的代码函数用标准的ANSI C语言书写,程序可读性强、移植性好。适合于小型控制系统,具有执行效率高,占用空间小CONTROL ENGINEERING China版权所有,实时性能优良,可扩展性强的特点,加之它稳定、可靠,现已被广泛应用在航空、医疗器械、工业控制等领域,被证明是一个成熟稳定的实时内核。
   
3 在AT89C51上运行mC/OS-II

    要使用mC/OS-IICONTROL ENGINEERING China版权所有,首先就必须把这个内核成功地移植到使用的CPU上去。下面就给出在电能计量电表所用的AT89C51上移植mC/OS-II过程。mC/OS-II移植的软件部分要完成以下工作。

3.1 与编译器有关的代码

    在不同的处理器中有不同的字长,所以必须定义一系列数据类型以确保移植的正确性。在C/OS-II中控制工程网版权所有,不使用C的char、int和long等数据类型控制工程网版权所有,这些都是和编译器相关的,在AT89C51处理器中控制工程网版权所有,各种数据类型定义如下:
typedef unsigned char BOOLEAN;
typedef unsigned char  INT8U;
typedef signed char INT8S;
typedef unsigned int INT16U;
typedf signed int INT16S;
typedef unsigned long INT32U;
typedef signed long INT32S;
typedef float FP32;
typedef double FP64;
typedef unsigned char OS_STK;

mC/OS-II需要先禁止中断访问代码的临界区,并且在访问完毕后重新允许中断。mC/OS-II定义了两个宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()来禁止和允许中断。实现方法如下:
#define OS_ENTER_CRITICAL()  EA = 0
#define OS_EXIT_CRITICAL()   EA = 1
#define OS_STK_GROWTH  0
#define OS_TASK_SWO  0SCtxSW()

3.2  4个汇编语言函数
       这部分需要对处理器的寄存器进行操作,所以必须用汇编语言来编写。mC/OS-II的移植要求用户编写4个简单的汇编语言函数：OSStarHighRdy(),OSCtxSw()