μC/OS-Ⅱ在在MSP430F149上的移植上的移植
μC/OS-Ⅱ是比较小而完善的嵌入式实时操作系统,本文成功将μC/OS-Ⅱ移植到微处理器MSP430F149上,并实现了
多任务运行,这对在中低档微处理器、单片机上构建和应用嵌入式实时操作系统有着一定的意义,同时让基于这些
微处理器开发的嵌入式系统具有运用嵌入式实时操作系统所带来的不可替代的优势。
μC/OS-Ⅱ是一个源代码公开的嵌入式实时操作系统(RTOS),该操作系统理论上最多可以管理64个任务,一般应用时需要留出8
个任务给系统本事使用,因此用户的应用程序最多可以有56个任务,μC/OS-Ⅱ的内核为完全可剥夺型实时内核,即系统总是运行就
绪条件下优先级最高的任务,并支持信号量、邮箱、消息队列等多种进程间通讯机制,同时用户可以根据需求通过条件编译实现
对内核中的功能模块的裁剪,此外μC/OS-Ⅱ还具有可固化、中断管理、高稳定性和可靠性等特点,因此将μC/OS-Ⅱ移植到微处理
器(MCU)上, 对于缩减产品开发和升级周期,提高可靠性和稳定性,降低成本方面有着重要的意义。以下主要讨论嵌入式实时
操作系统μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植。
1 基于16位微处理器MSP430F149的硬件应用系统
1.1 MSP430F149的特点与功能结构
MSP430F149是美国德州仪器(TI)公司推出的16位微处理器,它的低功耗特别低,支持1.8~3.6V电压供电,全速运行时的电流
仅为280μA,休眠状态微处理器的电流只有0.1μA;支持五中省电模式,同时具有很快的唤醒速度,唤醒时间只为6μS;片内集成12位
A/D转换器,两种定时器(timer_A和timer_B),UART通讯端口2个,比较器等,满足了大多数嵌入式仪器的应用需求。最重要的是
MSP430F149程序存储器有60K并支持JTAG仿真,真正实现了在线仿真调试,方便了嵌入式实时操作系统的移植。
1.2 用于移植μC/OS-Ⅱ的硬件电路
图1 微处理器系统硬件原理图
这里为了方便说明μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植,构建了基于微处理器MSP430F149的简单硬件系统,主要由三部分构成:
电源,处理器及其JTAG仿真,RS232通讯接口。
电源部分主要提供稳定电压+5V和+3.3V,+5V用于给RS232串行通讯端口控制电路供电,+3.3V是微处理器MSP430F149的
供电电压。用于移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ主体硬件部分是由微处理器MSP430F149及其JTAG仿真和RS232通讯接口
控制器MAX232构成,其硬件电路原理图如图1所示。
2 μC/OS-Ⅱ的移植
2.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的可移植性
嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ绝大部分源代码是用移植性很强的ANSI C写成的,与微处理器硬件相关的部分是用汇编语言写成
的。与微处理器硬件相关的汇编语言已经压缩到最低限度,因此μC/OS-Ⅱ可以移植到目前主流的所有微处理器上。
2.2 选择移植所用的编译环境
移植μC/OS-Ⅱ到MSP430F149上需要一个标准的C交叉编译器,当然该编译器是针对微处理器MSP430F149的,即编译器能够将
标准的C代码编译成MSP430F149能够执行的机器码。同时,μC/OS-Ⅱ是完全可剥夺型内核,只能通过C编译器来产生可重入型代
码。C编译器还应该支持汇编语言,这是因为一些对CPU寄存器的操作只能通过汇编语言来实现。在微处理器MSP430F149的
开发工具中,IAR Embedded Workbench for MSP430能够完全符合这些移植要求,该集成编译环境还具有软件仿真等功能,故选
用它作为移植用的编译器。
2.3 μC/OS-Ⅱ移植到MSP430F149上的步骤