实时操作系统
实时操作系统
少于1000 人选课
更新日期:2025/05/05
开课平台智慧树
开课高校山东科技大学
开课教师郭华
学科专业工学电子信息类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
以UCOS-II为原型,紧扣“实时性”主题,结合代码,将操作系统划分为任务管理、调度实现、中断管理、同步与通信、内存管理、代码移植六大模块,从原理和实践上由浅入深的讲解各部分的具体实现。每章结合具体的实例讲解,掌握每个环节的使用方法,通过本课程的学习,可以达到使用UCOS-II解决实际应用问题的能力。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
嵌入式实时操作系统的基本概念
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操作系统的概念
郭华
嵌入式操作系统
郭华
UCOS-II简介
郭华
UCOS-II中的任务
任务的基本概念
任务的基本概念(一)
郭华
任务的基本概念(二)
郭华
任务堆栈
郭华
任务控制块及其链表
郭华
任务就绪表及任务调度
任务就绪表结构(一)
郭华
任务就绪表结构(二)
郭华
对任务就绪表的操作
郭华
任务调度
郭华
UCOS-II任务相关函数
郭华
任务相关代码讲解
任务相关代码讲解(一)
郭华
任务相关代码讲解(二)
郭华
任务划分原则
任务划分原则(一)
郭华
任务划分原则(二)
郭华
多任务实验
郭华
UCOS-II的中断和时钟
UCOS-II的中断管理
UCOS-II的中断管理(一)
郭华
UCOS-II的中断管理(二)
郭华
UCOS-II的时间管理
郭华
UCOS-II中断与时钟关键代码讲解
郭华
中断管理实验
郭华
时间管理实验
郭华
任务的同步与通信
任务间的同步和事件控制块
任务间的同步和事件控制块(一)
郭华
任务间的同步和事件控制块(二)
郭华
信号量及其操作
信号量及其操作(一)
郭华
信号量及其操作(二)
郭华
信号量实验
郭华
互斥型号量和任务优先级反转
互斥型号量和任务优先级反转(一)
郭华
互斥型号量和任务优先级反转(二)
郭华
互斥量实验
郭华
消息邮箱及其操作
郭华
邮箱实验
郭华
消息队列及其操作
消息队列及其操作(一)
郭华
消息队列及其操作(二)
郭华
消息队列实验
郭华
任务的同步与通信关键代码讲解
郭华
信号量集
信号量集的概念及结构
郭华
信号量的操作及应用举例
郭华
信号量集关键代码讲解
郭华
信号量集实验
郭华
动态内存管理
内存控制块
郭华
动态内存的管理
郭华
动态内存管理关键代码讲解
郭华
动态内存管理实验
郭华
UCOS-II的移植
移植步骤和内容
郭华
在ARM7上移植UCOS-II
在ARM7上移植UCOS-II(一)
郭华
在ARM7上移植UCOS-II(二)
郭华
uCOS-II在STM32上的移植
uCOS-II在STM32上的移植(一)
郭华
uCOS-II在STM32上的移植(二)
郭华
  • 第一章嵌入式实时操作系统的基本概念

    本章首先介绍了操作系统的基本功能、组成部分,以及各个组成部分的功能;进而引入实时系统的概念,提出了实时系统需要满足的条件;介绍了嵌入式系统采用实时操作系统的必要性,提出了嵌入式实时操作系统的基本需求,介绍了UCOS-II实时操作系统的历史、特性和文件组织。

  • 1.1操作系统的概念

    本节介绍了计算机操作系统的基本概念、作用和功能。操作系统是在硬件平台之上的软件包装,消除了硬件的差异,使软件开发面向统一的接口。

  • 1.2嵌入式操作系统

    本节讲述了采用嵌入式操作系统的必要性,以及对嵌入式操作系统的六大基本需求,介绍了实时系统需要满足的两大条件,归纳出实时操作系统需要满足的基本条件。

  • 1.3UCOS-II简介

    本节讲述了UCOS-II操作系统的发展背景、发展历史、特点;讲解了其源代码文件的组织结构

  • 第二章UCOS-II中的任务

    UCOS-II内核的主要工作就是对任务进行管理和调度,弄清楚任务概念、结构和对任务的管理方法对理解好UCOS-II是非常重要的。本章的主要内容有任务的基本概念、用户任务和系统任务;任务的三大组成;任务的优先级;任务就绪表结构及其操作方法;任务的切换和调度;任务相关函数的使用方法;UCOS-II操作系统的初始化和启动。

  • 2.1任务的基本概念

    本节讲述了任务的概念和其三大组成部件,任务的物种状态;用户任务和系统任务;空闲任务和统计任务;任务的优先级。

  • 2.2任务堆栈

    本节讲述了任务堆栈的作用和创建方法;以及任务堆栈的初始化操作。

  • 2.3任务控制块及其链表

    本节讲述了任务控制块的基本结构和任务控制块链表的原理;任务控制块的初始化

  • 2.4任务就绪表及任务调度

    本节讲述了任务就绪表的结构,以及对任务就绪表的操作,包括注册、注销、查找最高优先级任务。

  • 2.5UCOS-II任务相关函数

    本节对UCOS-II中和任务相关的函数的使用方法,包括任务的创建、删除、暂停等函数

  • 2.6任务相关代码讲解

    本节对UCOS-II中和任务相关的函数进行了源码级的讲解,和本章的理论内容互相应对,以加深理解。

  • 2.7任务划分原则

    本节从工程实际的角度,讲解如何针对一个具体工程正确有效的划分任务,如何评估划分任务的可调度性

  • 2.8多任务实验

    本节通过一次实验来演示和任务相关的函数的使用方法

  • 第三章UCOS-II的中断和时钟

    本章主要讲解了UCOS-II对中断的管理方式和中断服务程序的结构;UCOS-II系统时钟及其实现方法,以及其对时间的管理服务。

  • 3.1UCOS-II的中断管理

    本节讲述了UCOS-II操作系统中断的响应过程,以及中断处理函数的编码方法;临界区的概念及其实现方法

  • 3.2UCOS-II的时间管理

    本节讲述了UCOS-II时钟节拍的实现原理,以及任务延时的方法

  • 3.3UCOS-II中断与时钟关键代码讲解

    本节对UCOS-II中有关中断和时间管理的函数进行了源码级的讲解

  • 3.4中断管理实验

    本节通过一次实验来演示UCOS-II中断管理的使用方法,也演示了传统不采用UCOS-II管理中断的处理方式,通过两种方式的比较,更好的理解UCOS-II中断管理的原理。

  • 3.5时间管理实验

    本节通过一次实验来演示UCOS-II时间管理函数的使用方法。

  • 第四章任务的同步与通信

    本章主要讲述了UCOS-II中有关任务同步与通信的信号量、互斥量、消息邮箱、消息队列四种方法的原理、函数使用方法和适用场合。

  • 4.1任务间的同步和事件控制块

    本节主要讲述了事件的概念,以及事件控制块的结构和基本操作方法

  • 4.2信号量及其操作

    本节主要讲述了计数型信号量的结构,工作原理和函数的使用方法

  • 4.3信号量实验

    本节通过实验来演示UCOS-II计数型信号量的使用方法

  • 4.4互斥型号量和任务优先级反转

    本节主要讲述了优先级反转问题,以及用互斥量来解决优先级反转问题的原理,互斥量相关函数的使用方法

  • 4.5互斥量实验

    本节通过实验来演示UCOS-II互斥量的使用方法

  • 4.6消息邮箱及其操作

    本节讲述了消息邮箱的结构、工作原理和函数的使用方法

  • 4.7邮箱实验

    本节通过实验来演示UCOS-II中使用消息邮箱,在任务之间传递数据的方法

  • 4.8消息队列及其操作

    本节讲述了消息队列的结构、工作原理和函数的使用方法

  • 4.9消息队列实验

    本节通过实验来演示UCOS-II中使用消息队列,在多个任务之间传递数据的方法

  • 4.10任务的同步与通信关键代码讲解

    本节对UCOS-II中有关同步与通信的的相关函数进行了源码级的讲解

  • 第五章信号量集

    本章讲述了信号量集的概念、适用环境场合、信号量集的结构组成以及使用方法,并通过实验验证其使用方法

  • 5.1信号量集的概念及结构

    本节主要讲解了信号量集在现实中的适用场合,数据结构组成和工作原理

  • 5.2信号量的操作及应用举例

    本节主要讲解了信号量集的相关函数并举例讲解了其具体使用方法

  • 5.3信号量集关键代码讲解

    本节主要对信号量集的相关函数的源码进行了分析讲解

  • 5.4信号量集实验

    本节通过具体实例来讲解信号量集的使用方法和注意事项

  • 第六章动态内存管理

    本章讲述了UCOS-II对动态内存的区块管理方法,创建、分配和回收的工作原理、具体数据结构以及函数操作方法

  • 6.1内存控制块

    本节讲述了UCOS-II的动态内存区块管理概念和动态内存控制块的结构

  • 6.2动态内存的管理

    本节讲述了通过动态内存控制块管理动态内存的方法

  • 6.3动态内存管理关键代码讲解

    本节对动态内存管理的相关函数的源码进行了分析讲解

  • 6.4动态内存管理实验

    本节通过具体实验来讲解动态内存管理的使用方法

  • 第七章UCOS-II的移植

    本章讲述了UCOS-II的移植步骤和注意事项,具体分析了相关移植文件需要改动的内容,并通过在传统arm7和新型cortexm3架构的STM32F103上具体移植UCOS-II,达到触类旁通的效果。

  • 7.1移植步骤和内容

    本节讲述了UCOS-II移植的具体步骤和具体内容

  • 7.2在ARM7上移植UCOS-II

    本节讲述了在ARM7上具体移植UCOS-II

  • 7.3uCOS-II在STM32上的移植

    本节讲述了在STM32F103上具体移植UCOS-II

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 嵌入式实时操作系统的基本概念

    1.1 操作系统的概念

    1.2 嵌入式操作系统

    1.3 UCOS-II简介

    视频数3
  • 第二章  作业测试
    第二章 UCOS-II中的任务

    2.1 任务的基本概念

    2.2 任务堆栈

    2.3 任务控制块及其链表

    2.4 任务就绪表及任务调度

    2.5 UCOS-II任务相关函数

    2.6 任务相关代码讲解

    2.7 任务划分原则

    2.8 多任务实验

    视频数14
  • 第三章  作业测试
    第三章 UCOS-II的中断和时钟

    3.1 UCOS-II的中断管理

    3.2 UCOS-II的时间管理

    3.3 UCOS-II中断与时钟关键代码讲解

    3.4 中断管理实验

    3.5 时间管理实验

    视频数6
  • 第四章  作业测试
    第四章 任务的同步与通信

    4.1 任务间的同步和事件控制块

    4.2 信号量及其操作

    4.3 信号量实验

    4.4 互斥型号量和任务优先级反转

    4.5 互斥量实验

    4.6 消息邮箱及其操作

    4.7 邮箱实验

    4.8 消息队列及其操作

    4.9 消息队列实验

    4.10 任务的同步与通信关键代码讲解

    视频数14
  • 第五章  作业测试
    第五章 信号量集

    5.1 信号量集的概念及结构

    5.2 信号量的操作及应用举例

    5.3 信号量集关键代码讲解

    5.4 信号量集实验

    视频数4
  • 第六章  作业测试
    第六章 动态内存管理

    6.1 内存控制块

    6.2 动态内存的管理

    6.3 动态内存管理关键代码讲解

    6.4 动态内存管理实验

    视频数4
  • 第七章  作业测试
    第七章 UCOS-II的移植

    7.1 移植步骤和内容

    7.2 在ARM7上移植UCOS-II

    7.3 uCOS-II在STM32上的移植

    视频数5
  • 期末考试