開發(fā)51單片機操作系統(tǒng)應(yīng)注意的問題

(1)操作系統(tǒng)軟件的代碼不能太長
因為51系列單片機的系統(tǒng)硬件資源相對匱乏，如果操作系統(tǒng)的代碼比應(yīng)用程序的代碼還大,甚至使得用戶的應(yīng)用程序要考慮給操作系統(tǒng)讓出資源,，這樣的操作系統(tǒng)即使功能再完善,，也不實用。現(xiàn)在流行的嵌入式操作系統(tǒng)就不能應(yīng)用于51系列單片機,，原因是代碼太大,。開發(fā)一個5000行的基于裸機的應(yīng)用程序也就是占用 7~8KB ROM空間，一個操作系統(tǒng)用掉了幾十KB,，占空間不算,，實時性的優(yōu)勢恐怕也沒了(執(zhí)行這么多的指令要時間)。所以,，μCOS的作者也不支持將他的代碼移植到51系列單片機上,，這也就不奇怪了。
(2)操作系統(tǒng)不能占用太多的片內(nèi)RAM空間
51系列單片機只有128個或者256個字節(jié)的片內(nèi)RAM空間,，稍微不注意就用完了,。如果操作系統(tǒng)把片內(nèi)的RAM使用得所剩無幾,，那用戶的應(yīng)用程序用什么? 如果說用戶的程序可以把變量定義在片外RAM中的話，那么系統(tǒng)的硬件堆棧放在哪? 眾所周知,，51系列單片機的硬件堆棧不能放在片外,，所以要在51系列單片機上開發(fā)操作系統(tǒng)的話就要少用它的片內(nèi)RAM。但是不用片內(nèi)RAM是辦不到的,，因為操作系統(tǒng)也要傳遞參數(shù),，也要使用堆棧。C51單片機的C函數(shù)傳遞參數(shù)是通過寄存器和存儲器的,不能通過堆棧,。但是可以通過一些措施使得操作系統(tǒng)代碼少用片內(nèi)RAM,。
(3)解決好函數(shù)的重入問題
開發(fā)實時占先式的操作系統(tǒng)，可重入函數(shù)是非用不可的,?？芍厝牒瘮?shù)可以被一個以上的任務(wù)調(diào)用，而不必擔心數(shù)據(jù)被破壞,?？芍厝牒瘮?shù)任何時候都可以被中斷，一段時間后又可以運行,，而應(yīng)用數(shù)據(jù)不會丟失,。使得函數(shù)具有可重入性必須使得函數(shù)能夠滿足下列三個條件之一：
① 不使用共享資源;
② 在使用共享資源時關(guān)中斷，使用完畢后再開中斷;
③ 在使用共享資源時申請信號量,，使用完后釋放信號量,。
這些條件在標準C中編程很容易實現(xiàn)，但是在Keil C51中就比較麻煩,。因為標準C是把局部變量分配到用戶堆棧中(動態(tài)分配),，而Keil C51將局部變量分配到寄存器或內(nèi)存固定地址(靜態(tài)分配)，并通過變量覆蓋分析的方法,，使多個函數(shù)的局部變量使用相同的內(nèi)存地址以減少內(nèi)存占用,。在 Keil C51中，如果局部變量分配在寄存器中還好些,，如果局部變量分配在內(nèi)存中就比較麻煩。
(4)堆棧的分配問題
占先式操作系統(tǒng)的主要任務(wù)就是進行任務(wù)的調(diào)度,，通過對任務(wù)的實時調(diào)度來完成系統(tǒng)的功能,。任務(wù)調(diào)度過程中，不可避免的發(fā)生任務(wù)對系統(tǒng)資源的搶占問題,，因為系統(tǒng)中 CPU只有一個,，而每個任務(wù)都認為自己是CPU的絕對占用者，每一個任務(wù)都是一個死循環(huán),。任務(wù)間進行切換的依據(jù)就是各自的優(yōu)先級,，一個高優(yōu)先級的任務(wù)可以通過任務(wù)調(diào)度函數(shù)或者中斷退出函數(shù)等來中止正在運行的任務(wù),。被中斷的任務(wù)只有自己的優(yōu)先級在當前就緒任務(wù)表中最高時，才能從被中斷處繼續(xù)運行,。這就需要為每個任務(wù)分配任務(wù)堆棧,，來保存任務(wù)的環(huán)境變量。由于每個任務(wù)在不同時刻被中斷時需要保存的環(huán)境變量數(shù)目不同,，所以任務(wù)堆?？臻g的分配問題也是一門學問。