第一章 绪 论
过去在开发不复杂的产品时一般不使用嵌入式实时操作系统，而是使用前后台系统进行软件系统的设计，在该系统下应用程序被设计成一个无限循环，循环中通过查询某些标志位选择调用相关函数处理相应的问题，这部分被称为后台行为；对于异步事件的处理采用的是中断服务子程序，在中断程序中标志某些标志位表示某些事件的发生，或是直接在中断中处理某些问题，中断处理被称为前台行为。前后台行为分别也可称作任务级和中断级，对于时间相关性很强的关键操作必须靠中断服务来完成[3]。但是中断程序中提供的信息要想传送到后台的任务级，必须经过程序一步一步运行，直到后台函数执行到与中断相关的问题时中断产生的问题才会得到处理，或是在中断中处理问题，这种前后台系统的实时性非常差，如果中断产生的问题对整个系统影响非常重要，而该问题却迟迟没有被响应，整个系统将会出现不可想象的后果。
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第二章 μC/OS-II 实时操作系统的体系结构与内核分析
2.1 μC/OS-II 简介
自从 1998 年推出 μC/OS-II 至今，μC/OS-II 系统的性能和功能被不断完善，并推出了很多不同的版本，其中V2.52、V2.76、V2.86 三个版本比较稳定，并且V2.52 已经成为了学习μC/OS-II 的经典版本。自V2.62版本，μC/OS-II 中增加了 OS_DEBUG.C文件，用于查看系统的相关运行状态以及配置等信息。自V2.80 版本，μC/OS-II 支持最多任务的个数由 64 个升级到了 254 个，并且查找最高优先级任务的算法发生了很大变化。自V2.81 版本，μC/OS-II 系统加入了定时器模块，使系统变得更加完善。自 2010 年 5 月，Micrium 公司推出最新版 V2.91 后，发布了基于第三代内核的 μC/OS-III[25, 26]。 μC/OS-II 主要有以下几个特点[27-29]： (1) 可移植性。由于 μC/OS-II 除了小部分代码是用与 CPU 相关的汇编语言编写外，其它代码均由移植性很强的C语言编写，由表2.1可见其优秀的可移植特性。 (2) 可裁减性。μC/OS-II 内核提供了很多系统功能组件，可以根据应用程序的需要来配置功能组件。
2.2 μC/OS-II 的内核结构
μC/OS-II 的内核体系结构由大量的文件组成，以 V2.86 版本为例，如图 2.1 所示为μC/OS-II 的体系结构，它主要包含核心代码（与 CPU 无关）、配置代码（与应用程序有关）和移植代码（与CPU有关）三个部分[30]。 (1) 核心代码部分，包含了 10 个 C 源文件和一个头文件，这 10 个源文件分别用于内核管理、任务管理、延时管理、信号量管理、互斥信号量管理、消息邮箱管理、消息队列管理、事件标志组管理、动态内存管理和定时器管理。头文件用来设定内部函数的参数。这部分代码与 CPU 无关，由于不同版本的 μC/OS-II 功能不同，因此这部分代码会有些差异。(2) 配置代码部分，包含了两个头文件，分别用来配置 μC/OS-II 内核的功能和包含文件。OS_CFG.H 文件主要用来根据应用程序的需要对 μC/OS-II 的内核进行配置和裁减。INCLUDES.H文件用来包含整个项目中用到的头文件。 (3) 移植代码部分，由与 CPU 相关头文件、汇编文件和 C 文件三个文件组成。这三个文件就是μC/OS-II 针对不同CPU移植时的主要文件。第四章将做详细分析。
第三章 HCS12X系列单片机的体系结构.................................23
3.1 单片机概述.......................................... 23
3.1.1 HSC12X 系列单片机简介 ............................... 23
3.1.2 HCS12X 系列单片机命名规则 ............................ 25
3.2 MC9S12XS128 单片机的体系结构 ........................... 25
第四章 μC/OS-II 的移植................................................31
4.1 μC/OS-II 移植概述................................... 31
4.2 μC/OS-II 移植实现可行性分析................................. 31
4.3 μC/OS-II 移植到 MC9S12XS128 的实现 ................. 32
第五章 μC/OS-II 在智能车系统中的应用........................46
第五章 μC/OS-II 在智能车系统中的应用
5.1 概述
随着嵌入式系统和智能化科技的迅猛发展，智能化产品早已渗透到我们生活中的各个角落。智能车就是集嵌入式、智能化、机械及自动控制于一身的高科技智能化产品。以往的智能车系统设计多是在“裸机”情况下进行的，不仅开发周期较长，容易出错，维护困难，而且对外部事件的响应较慢。在嵌入式实时操作系统下开发应用程序，不仅使应用程序设计变得简单，开发周期较短，并且系统具有较高的稳定性、可靠性与安全性[40]。本章主要设计了基于μC/OS-II 和MC9S12XS128单片机的智能车系统。
5.2 智能车硬件设计
在本硬件系统中，电源管理十分重要，因为不同的元器件需要的工作电压不同，MC9S12XS128 单片机的工作电压为 5V，COMS 图像传感器的工作电压为 2.7V~3.6V，电机驱动芯片的工作电压为7.2V，舵机工作电压为6V，光电编码器的工作电压为5V。为了满足不同电压的供电需求，而且各器件相互之间不产生干扰，本硬件系统采用各模块之间单独供电。采用7.2V蓄电池直接为电机驱动芯片供电，然后将7.2V降压并稳压后供给其他需电模块。将7.2V电源和舵机电源引脚之间接入几个连续的降压二极管得到稳定的6V电源为舵机供电。采用稳压器LM2576 将7.2V电源降压并稳压到5V供单片机使用，其电路原理图如图5.2所示。对于图像传感器的供电，因为其工作电压为2.7V~3.6V，采用 LM1117-3.3 稳压器将 5V 电压降压并稳压到 3.3V 为图像传感器供电，其电路原理图如图5.3所示。
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结论与展望
本文在深入研究μC/OS-II系统和MC9S12XS128单片机硬件结构的基础上成功实现了 μC/OS-II 在 MC9S12XS128 单片机上的移植，并将 μC/OS-II 应用于智能车系统中。本课题的研究完成了以下几方面工作： (1) 深入研究了 μC/OS-II 的内核结构、工作原理、源代码及移植方法，详细分析了μC/OS-II 中的任务管理与调度、任务同步与通信及中断与时钟节拍等原理，掌握了移植方法。 (2) 深入研究了 HSC12X 系列单片机的 MC9S12XS128 的结构体系、内外部资源、存储空间、中断机制及其工作环境 CodeWarrior，为 μC/OS-II 在 MC9S12XS128 上的移植奠定了基础。 (3) 分析了 μC/OS-II 移植的可行性，根据移植要求编写了移植代码，并对代码进行了测试，实现了μC/OS-II 在MC9S12XS128上的成功移植。 (4) 将 μC/OS-II 应用在智能车系统上，分别对智能车的软硬件进行了设计，在μC/OS-II 系统平台上对应用任务做了详细划分，实现了基于μC/OS-II 的智能车设计，与不使用操作系统的智能车相比，智能车运行稳定，反应灵敏。
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参考文献（略）