任务的创建、挂起与恢复

实验报告三：（1）设计 Task0、Task1 两个任务：任务 Task0 不断地挂起自己，再被任务 Task1 解挂，两个任务不断地切换执行，并输出两个任务在各个时刻的状态。Task0 的主要功能是显示 Task1 的状态，Task1 的主要功能是显示 Task0 的状态。整个应用的运行流程如图 1 所示，其描述如下：在 main 函数创建起始任务 TaskStart，其优先级为 0。TaskStart 任务主要完成创建 2 个应用任务 Task0、Task1，并挂起自己(不再被其它任务唤醒)。之后整个系统的运行流程如下：t1 时刻，Task0 开始执行，它运行到 t2 时刻挂起自己；t2 时刻，系统调度处于就绪状态的优先级最高任务 Task1 执行，它在 t3 时刻唤醒 Task0，后者由于优先级较高而抢占 CPU；Task0 执行到 t4 时刻又挂起自己，内核调度 Task1执行；Task1 运行至 t5 时刻再度唤醒 Task0； 注意：图中的栅格并不代表严格的时间刻度，而仅仅表现各任务启动和执行的相对先后关系。 （2）设计 MyTask、YouTask、KeyTask 三个任务：MyTask 任务输出 M；YouTask 任务输出 Y，并输出 MyTask 任务的状态；KeyTask 任务从键盘接收字符 Y 或 N，当接收 Y 时挂起 MyTask 任务，当接收 N 时恢复 MyTask 任务。 （3）设计 KeyTask 任务，当从键盘输入+号时动态创建任务，最多可以创建 10 个任务，这 10个任务都执行一个函数 MyTask，要求优先级是（PRIO_BASE+0,1,2,3,4,5,6,7,8,9），还要向不同的任务传递不同的参数（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9）给 MyTask 函数，优先级为（PRIO_BASE+0,1,2,3,4,5,6,7,8,9）的任务分别输出数字（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9）。当从键盘输入-号时动态的删除刚创建的一个任务，最多可删除 10 个任务。提示：多个任务可以执行一个函数。运行结果如下图所示。 ### 任务的创建、挂起与恢复 #### 实验背景 本实验主要目的是让学生通过实践操作，深入理解µC/OS-II操作系统中的任务管理机制，包括任务的创建、挂起与恢复等基本操作。通过实验，学生将能够掌握任务状态转换的过程以及如何使用µC/OS-II提供的系统调用来实现这些功能。 #### 实验目的 1. **理解任务管理的基本原理**：掌握任务在µC/OS-II中的不同状态及其转换过程。 2. **熟悉µC/OS-II的任务管理方法**：学会如何使用µC/OS-II提供的API来创建、启动、挂起、恢复任务。 3. **熟练使用任务管理的系统调用**：能够熟练使用诸如`OSTaskCreate()`、`OSTaskSuspend()`、`OSTaskResume()`等关键函数。 #### 实验内容详解 **一、设计Task0、Task1两个任务** - **Task0**的功能主要是不断挂起自身，并显示Task1的状态。 - **Task1**的功能主要是显示Task0的状态，并在特定时间唤醒Task0。 - 整个实验从main函数开始，首先创建了一个初始任务TaskStart，其优先级为0，随后创建了Task0和Task1，并挂起了TaskStart。 - **具体流程**： - `t1`时刻，Task0开始执行，到`t2`时刻挂起自己。 - `t2`时刻，Task1因优先级最高开始执行，在`t3`时刻唤醒Task0。 - `t4`时刻，Task0再次挂起自己，Task1继续执行。 - `t5`时刻，Task1再次唤醒Task0。 **二、设计MyTask、YouTask、KeyTask三个任务** - **MyTask**：持续输出字符"M"。 - **YouTask**：输出字符"Y"，并显示MyTask的状态。 - **KeyTask**：从键盘读取输入，如果接收到字符"Y"则挂起MyTask，如果接收到字符"N"则恢复MyTask。 - 这部分的设计旨在展示如何通过外部输入控制任务状态的变化。 **三、设计KeyTask动态创建和删除任务** - **KeyTask**还负责根据用户从键盘输入的不同字符（"+"或"-"）来动态创建或删除任务。 - 当输入"+"时，创建一个执行函数`MyTask`的新任务，该任务的优先级从`PRIO_BASE`递增到`PRIO_BASE+9`，并传递不同的参数（0到9）给`MyTask`函数。 - 每个新创建的任务会根据其优先级输出对应的数字。 - 输入"-"时，则删除最近创建的任务，最多可以删除10个任务。 #### 实验代码解析 以实验内容中的第一个案例为例： ```c #include "includes.h" #define TASK_STK_SIZE 128 // 定义任务堆栈大小 OS_STK AppStk_MyTask[TASK_STK_SIZE]; // 定义MyTask的堆栈 OS_STK AppStk_YouTask[TASK_STK_SIZE]; // 定义YouTask的堆栈 // 任务函数 static void MyTask(void *p_arg); static void YouTask(void *p_arg); // 主函数 void main(int argc, char *argv[]) { OSInit(); // 初始化µC/OS-II OSTaskCreate(MyTask, NULL, (OS_STK *)&AppStk_MyTask[TASK_STK_SIZE - 1], 10); // 创建MyTask任务 OSTaskCreate(YouTask, NULL, (OS_STK *)&AppStk_YouTask[TASK_STK_SIZE - 1], 9); // 创建YouTask任务 OSStart(); // 启动多任务管理 } // MyTask任务函数 void MyTask(void *p_arg) { p_arg = p_arg; OSTimeSet(0); // 设置定时器 while (TRUE) { while (OSTime < 50); // 等待50个时间单位 OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF); // 挂起自身 OS_Printf("YouTask=%d\n", OSTCBPrioTbl[9]->OSTCBStat); // 显示YouTask状态 OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0); // 延迟1秒 } } // YouTask任务函数 void YouTask(void *p_arg) { p_arg = p_arg; OSTimeSet(0); // 设置定时器 while (TRUE) { while (OSTime < 50); // 等待50个时间单位 OS_Printf("MyTask=%d\n", OSTCBPrioTbl[10]->OSTCBStat); // 显示MyTask状态 OSTaskResume(10); // 恢复MyTask OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0); // 延迟2秒 } } ``` 这段代码展示了如何创建两个任务（MyTask和YouTask），并通过循环挂起和恢复任务来实现状态显示的功能。同时，还展示了如何使用定时器来控制任务执行的时间间隔。 通过以上实验内容和代码的解析，我们可以看到µC/OS-II中的任务管理机制是如何运作的，以及如何利用系统提供的API来灵活地控制任务的状态变化。这对于理解和应用嵌入式实时操作系统具有重要意义。