ucos在mega128上的移植STEpbySTEp资源-CSDN文库

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uCOS-II 在 ATmega128 上的移植 Step by Step

－ICC-AVR 编译器

（ICC7.14C）

ba_wang_mao

2009 年 5 月

ATmega128 内核特点

成都理工学院 ba_wang_mao 1

本文详细介绍了把 μC/OS-Ⅱ移植到 ATMEL 公司的 8 位微控制器 ATmega128 上的全过程（编译器为

ICC-AVR）。所谓移植，就是使一个实时内核能某个微处理器或微控制器上运行。在移植之前，希望读者

能熟悉所用微处理器和 C 编译器的特点。

1. ATmega128 内核特点

之所以要先介绍 ATmega128MCU 内核特点，是因为在 μC/OS-Ⅱ的移植过程中，仍需要用户用 C 语

言和汇编语言编写一些与微处理器相关的代码。这里主要介绍 ATmega128 与 μC/OS-Ⅱ移植相关的内核

特点。如果读者已经对 ATmega128 比较了解了，那就不必阅读这一部分了。

1.1. 微控制器（MCU）

ATmega128 的 MCU 包括一个算术逻辑单元（ALU），一个状态寄存器（SREG），一个通用工作寄存

器组和一个堆栈指针。状态寄存器（SREG）的最高位 I 是全局中断允许位。如果全局中断允许位为零，

则所有中断都被禁止。当系统响应一个中断后，I 位将由硬件自动清“0”；当执行中断返回（RETI）指令

时，I 位由硬件自动置“1”，从而允许系统再次响应下一个中断请求。

通用工作寄存器组是由 32 个 8 位的通用工作寄存器组成。其中 R26～R31 这 6 个寄存器还可以两两

合并为 3 个 16 位的间接地址寄存器。这些寄存器可以用来对数据存储空间进行间接寻址。这 3 个间接地

址寄存器的名称为：X 寄存器、Y 寄存器、Z 寄存器。其中 Z 寄存器还能用作对程序存储空间进行间接寻

址的寄存器。有些 AVRC 语言编译器还把 Y 寄存器作为软件堆栈的堆栈指针，比如 ICC-AVR。

堆栈指针（SP）是一个指示堆栈顶部地址的 16 位寄存器。在 ICCAVR 中，它被用作指向硬件堆栈的

堆栈指针。AVR 单片机上电复位后，SP 指针的初始值为 0x0000，由于 AVR 单片机的堆栈是向下生长的

（从高地址向低地址生长），所以系统程序一开始必须对堆栈指针 SP 进行初始化，即将 SP 的值设为数据

存储空间的最高地址。ICCAVR 编译器在链接 C 程序文件的时候，会自动在程序头链入 startup 文件。startup

文件里面的程序将会去做初始化 SP 指针的工作。链入 tartup 文件是 ICCAVR 这个编译器的特点，在用其

它编译器的时候，希望读者确认所使用的编译器是否带有自动初始化 SP 的功能，若没有，应在用户程序

中初始化 SP。

1.2. 数据存储空间（仅内部）

AVR 单片机的数据存储器是线形的，从低地址到高地址依次是 CPU 寄存器区（32 个通用寄存器），

I/O 寄存器区，数据存储区 ICCAVR 编译器又将数据存储区划分为全局变量和字符串区，软件堆栈区和硬

件堆栈区三个空间。

ATmega128内核特点

成都理工学院 ba_wang_mao 2

ICCAVR 编译器将堆栈分成了两个功能不同的堆栈来处理（这一点与 8051 系列的单片机编译器处理

方式不同）。

硬件堆栈：用于储存子程序和中断服务子程序调用时的函数返回地址。这块数据区域由堆栈指针 SP 进

行寻址，数据的进栈和出栈有专门的汇编指令（POP，PUSH 等）支持，所以叫做硬件堆栈区。

软件堆栈：用于传递参数，储存临时变量和局部变量。这块数据区域是用软件模拟堆栈储存数据的方式

进行数据存储，用 Y 寄存器进行寻址，所以叫做软件堆栈区。

AVR 单片机的硬件堆栈的生长方向是向下的（从高地址向低地址生长），所以软件堆栈在定义的时候，

也采取相同的生长方向。

这里没有用 ATmega128 而采用 AVR 单片机的提法是因为 ATmega128 属于 AVR 系列单片机中的一

种，而所有的 AVR 单片机的数据存储器组织方式都是一致的。在创建 μC/OS-Ⅱ的任务栈时，需要了解所

用微处理器数据存储空间尤其是堆栈空间的组形式及相关的操作。读者应参阅所用微处理器的资料和编译

器的帮助文档，了解该部分知识。

1.3. Tmega128 的中断响应机制

ATmega128 有 34 个不同的中断源，每个中断源和系统复位在程序存储空间都有一个独立的中断向量

（中断入口地址）。每个中断源都有各自独立的中断允许控制位，当某个中断源的中断允许控制位为“1”

且全局中断允许位 I 也为“1”时，系统才响应该中断。

当系统响应一个中断请求后，会自动将全局中断允许位 I 清零，此时，后续中断响应被屏蔽。当系统

执行中断返回指令 RETI 时，会将全局中断允许位 I 置“1”，以允许响应下一个中断。若用户想实现中断

嵌套，必须在中断服务子程序中将全局中断允许位 I 置“1”。（这一点与 8051 系列的单片机不同）中断向

量表中，处于低地址的中断具有高的优先级。优先级高只是表明在多个中断同时发生的时候，系统先响应

优先级高的中断，并不含有高优先级的中断能打断低优先级的中断处理工程的意思。这与 8051 系列单片

机的中断优先级概念不同。

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

CPU 寄存器区低地址

I/O 寄存器区

全局变量和字符串区

软件堆栈区

硬件堆栈区高地址

剩余32页未读，继续阅读

内容反馈

qgaoyong

2012-11-14

很好，很详细，
mcudiy

2012-05-24

很好，很详细，按照步骤移植很容易成功。
lsr_gogogo

2012-01-31

很好很强大，ucos在mega128上移植听说移植后只占系统资源的40%，谢谢楼主的资料

yuanwei703

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