在嵌入式运用中，运用RTOS的主要原因是为了进步体系的可靠性，其次是进步开发功率、缩短开发周期。uCOS-II是一个占先式实时多使命内核，运用对象是嵌入式体系，对源代码恰当削减，很简单移植到8~32位不同结构的微处理器上。但uCOS-II仅是一个实时内核，它不像其他实时操作体系(如嵌入式Linux)那样供给给用户一些API函数接口。在uCOS-II实时内核下，对外设的拜访接口没有一致完善，有许多作业需求用户自己去完结。串口通讯是单片机测控体系的重要组成部分，异步串行口是一个比较简单又很具代表性的中止驱动外设。本文以单片机中的串口为例，介绍uCOS—II下编写中止服务程序以及外设驱动程序的一般思路。
1 uCOS-II的中止处理及51系列单片机中止体系剖析
uCOS-II中止服务程序(ISR)一般用汇编语言编写。以下是中止服务程序的进程。
- 保存悉数CPU寄存器；调用OSIntEnter()或OSIntNesting(全局变量)直接加1；
- 履行用户代码做中止服务；
- 调用OSIntExit()；
- 康复一切CPU寄存器；
- 履行中止回来指令。
uCOS-II供给两个ISR与内核接口函数；OSIntEnter（）和OSIntExit（）。OSIntEnter（）告诉uCOS-II核，中止服务程序开端了。事实上，此函数做的作业是把一个全局变量OSIntNesting加1，此中止嵌套计数器能够保证一切中止处理完结后再做使命调度。另一个接口函数OSIntExit（）则告诉内核，中止服务已完毕。依据相应状况，退回被中止点（可能是一个使命或者是被嵌套的中止服务程序）或由内核作使命调度。
用户编写的ISR有必要被装置到某一方位，以便中止发生后，CPU依据相应的中止号运转精确的服务程序。许多实时操作体系都供给了装置和卸载中止服务程序的 API接口函数，但uCOS-II内核没有供给相似的接口函数，需求用户在对CPU的移植中自己完成。这些接口函数与具体的硬件环境有关，接下来以51单片机下的中止处理对此具体阐明。
51单片机的中止根本进程如下：CPU在每个机器周期的S5P2时间采样中止标志，而在下一指令周期将对采样的中止进行查询。假如有中止请求，则依照优先级凹凸的准则进行处理。呼应中止时，先置相应的优先级激活触发器于相应位，封闭同级或初级中止，然后依据中止源类别，在硬件操控下，将中止地址压入仓库，并转向相应的中止向量进口单元。通常在进口单元处放一跳转指令，转向履行中止服务程序．当履行中止回来指令RETI时，把呼应中止时所置位的优先级激活触发器清零后，从仓库中弹出被维护的断点地址，装入程序计数器PC，CPU回来本来被中止处持续履行程序。
在移植的进程中，选用Keil C51作为编译环境。Keil C5l集成C编译和汇编器。中止子程序用汇编语言编写，放到移植uCOS-II后的OS_CPU_A.ASM汇编文件中。下面是以串行口中止为例的移植中止服务子程序代码。
CSEGAT0023H ；串口中止呼应进口地址
LJMPSerialISR；转移到串口中止子程序进口地址
RSEG？PR?SeriallSR？OS_CPU_A
SerialISR：
USINGO
CLR EA ；先关中止，以防中止嵌套
PUSHALL ；已界说的压栈宏，用于将
；CPU寄存器的值压入仓库
LCALL_?OSIntEnter ；监督中止嵌套
LCALL_?Serial ；串口中止服务程序
LCALL_?OSintExlt
SETBEA
POPALL；已界说的出栈宏，将CPU寄存器的值出栈
RETI
2 串口驱动程序
笔者已在5l单片机上成功移植了uCOS-II内核，移植进程在此不再评论。这儿要点剖析uC0S—II内核下串口驱动程序编写。
因为串行设备存在外设处理速度和CPU速度不匹配的问题，所以需求一个缓冲区．向串口发送数据时，只要把数据写到缓冲区中，然后由串口逐一取出往外发。从串口接纳数据时，往往等收到若干个字节后才需求CPU进行处理，所以这些预收的数据能够先存于缓冲区中。实践上，单片机的异步串口中只要两个彼此独立、地址相同的接纳、发送缓冲寄存器SBUF。在实践运用中，需求从内存中拓荒两个缓冲区，分别为接纳缓冲区和发送缓冲区。这儿把缓冲区界说为环形行列的数据结构。
uCOS-II内核供给了信号量作为通讯和同步的机制，引进数据接纳信号量、数据发送信号量分别对缓冲区两头的操作进行同步。串口的操作形式如下：用户使命想写，但缓冲区满时，在信号量上睡觉，让CPU运转其他使命，待ISR从缓冲区读走数据后唤醒此睡觉的使命；相同，用户使命想读，但缓冲区空时，也能够在信号量上睡觉，待外部设备有数据来了再唤醒。因为uCOS-II的信号量供给了超时等候机制，串口当然也具有超时读写能力。
图1是带缓冲区和信号量的串口接纳示意图。数据接纳信号量初始化为0，标明在环形缓冲区中无数据。
接纳中止到来后，ISR从UART的接纳缓冲器SBUF中读入接纳的字节(②)，放入接纳缓冲区(③)，然后经过接纳信号量唤醒用户使命端的读操作(④、 ①)。在整个进程中，能够查询记载缓冲区中当时字节数的变量值，此变量标明接纳缓冲区是否已满。UART收到数据并触发了接纳中止，但假如此刻缓冲区是满的，那么抛弃收到的字符。缓冲区的巨细应合理设置，下降数据丢掉的可能性，又要防止存储空间的糟蹋。
图2为带环形缓冲区和超时信号量的串口发送示意图。发送信号量初始值设为发送缓冲区的巨细，标明缓冲区已空，而且封闭发送中止。发送数据时，用户使命在信号量上等候(①)。假如发送缓冲区未满，用户使命向发送缓冲区中写入数据(②)。假如写入的是发送缓冲区中的第一个字节，则答应发送中止(②)。然后，发送ISR从发送缓冲区中取出最早写入的字节输出至UART(④)，这个操作又触发了下一次的发送中止，如此循环直到发送缓冲区中最终一个字节被取走，从头封闭发送中止。在ISR向UART输出的一起，给信号量发信号(⑤)，发送使命据此信号量计数值来了解发送缓冲区中是否有空间。
