UCOSII 实验 1 - 任务调度：详解时间片轮转算法 - 常规

UCOSII 实验 1 - 任务调度：详解时间片轮转算法

实验目的：

了解 UCOSII 的任务调度机制；
掌握 UCOSII 的任务创建、任务删除、任务挂起与恢复等接口函数的使用；
学习 UCOSII 的时间片轮转调度算法。

实验器材：

STM32F103C8T6 开发板；
Keil5 编译器；
USB 线。

实验原理： UCOSII 是一种基于优先级的抢占式实时多任务操作系统。UCOSII 采用时间片轮转调度算法，即每个任务在执行一段时间后强制进行切换，从而实现任务之间的平等竞争机制。UCOSII 通过任务控制块（Task Control Block，TCB）来管理任务，每个任务有一个对应的 TCB，用于记录任务的状态、优先级、栈指针等信息。UCOSII 提供了一系列 API 函数，用于任务的创建、删除、挂起、恢复等操作。

实验步骤：

首先，我们在 Keil5 编译器中创建一个新的工程，并配置好 STM32F103C8T6 的硬件参数和时钟设置。
在工程中添加 UCOSII 的相关文件，包括 ucos_ii.c、os_cpu.c 和 os_cfg.h 等。
在 main 函数中添加以下代码来初始化 UCOSII：

void main(void)
{
    OSInit();
    ...
}

接下来，我们创建两个任务 TaskA 和 TaskB，代码如下：

void TaskA(void *pdata)
{
    while (1)
    {
        printf('TaskA is running.\n');
        OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0); // 任务挂起 1 秒钟
    }
}

void TaskB(void *pdata)
{
    while (1)
    {
        printf('TaskB is running.\n');
        OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500); // 任务挂起 500 毫秒
    }
}

在 main 函数中，我们使用 OSTaskCreate 函数来创建 TaskA 和 TaskB 任务，并指定它们的优先级和栈空间大小等参数：

void main(void)
{
    OSInit();

    OSTaskCreate(TaskA, (void *)0, &TaskAStack[STACK_SIZE - 1], TASKA_PRIO);
    OSTaskCreate(TaskB, (void *)0, &TaskBStack[STACK_SIZE - 1], TASKB_PRIO);

    OSStart();
}

其中，TaskAStack 和 TaskBStack 分别是 TaskA 和 TaskB 任务的栈空间，TASKA_PRIO 和 TASKB_PRIO 分别是 TaskA 和 TaskB 任务的优先级。

最后，我们在 main 函数中调用 OSStart 函数来启动 UCOSII 的任务调度器：

void main(void)
{
    ...
    OSStart();
}

实验结果： 经过运行实验代码，我们可以看到 TaskA 和 TaskB 任务交替运行，且 TaskA 任务每秒钟执行一次，TaskB 任务每 500 毫秒执行一次。这是因为 UCOSII 的时间片轮转调度算法使得每个任务都能够得到平等的运行机会，从而实现了多任务的并发执行。

实验结论： 通过本次 UCOSII 实验，我们了解了 UCOSII 的任务调度机制，掌握了 UCOSII 的任务创建、任务删除、任务挂起与恢复等接口函数的使用，学习了 UCOSII 的时间片轮转调度算法。同时，我们也深刻认识到了实时操作系统在多任务应用中的重要性和优越性，为我们今后的嵌入式开发打下了坚实的基础。