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Ver. 1.0 / 2009        
eBooks nur für WINDOWS!

Nr.18     (Endpreise, keine weitere Kosten)

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Das eBook mit über 100 Seiten beschreibt die Grundlagen der Echtzeit Betriebssysteme (Real Time Operating System RTOS) anhand des frei verfügbaren FreeRTOS, das man auf www.freertos.org frei downloaden kann.

Die Funktionen und Eigenschaften von FreeRTOS werden praktisch mit Hilfe des Free Simulators und Entwicklungstools AVR Studio 4 am Beispiel des Mikrocontrollers Atemel323 von der Fa. ATMEL.

 

Im ersten Kapitel zeigen wir die Eigenschaften (Peripherie) des Mikrocontrollers Atmega323 und erste Beispiele (C-Programme) werden mit den entsprechenden Tools durchgeführt und in Filmen anschaulich dargestellt.

Im Kapitel 2 und 3 werden Timer und Interrupts allgemein und anhand des Atmega323 beschrieben, denn diese bilden eine wichtige Grundlage der Echtzeit Betriebssysteme.

Im Kapitel 4 und 5 werden allgemeine Grundlagen  und Begriffe der Echtzeit Betriebssysteme, wie z.B. Task, Queue, Semaphore usw. erklärt.

In Filmen werden die Beispiele ausführlich und schrittweise erklärt!

Mit den gewonnenen Informationen aus den Kapiteln 1 bis 4 starten wir in den folgenden Kapiteln mit der Anwendung des FreeRTOS anhand von einfachen Beispielen, die alle im Simulator bzw. in einem Film im eBook dargestellt werden. Wir starten mit einem einfachen Beispiel mit nur einer Task (eine Aufgabe) und erweitern das auf zwei Task, die anschließend über eine Queue (Warteschlange) miteinander kommunizieren. Wir werden die Task synchronisieren und mit Interrupts kommunizieren. 

Das eBook richtet sich an Anfänger, die allerdings erste Grundlagen in Mikrocontroller und C-Programmierung besitzen.

FreeRTOS ist ein kostenloses Echtzeitbetriebssystem, das für kleine Embedded, Echtzeit Anwendungen entwickelt worden ist. Wegen des extrem kleinen Speicherverbrauchs ist FreeRTOS den meist kommerziellen RTOS überlegen. Sie würden gar nicht auf einem 8 Bit oder 16 Bit Mikrocontroller mit relativ begrenzten Speichergrößen laufen. FreeRTOS ist aber dafür nicht für Anwendungen, wie Mobiltelefone, Multimedia usw. gedacht. FreeRTOS ist eher für Steuerungs- und Regelungstechnik gedacht.

Inhalt


Die Tools und das erste Beispiel
  • Download und Installation der Tools
  • Download und Installation von FreeRTOS
  • Der MikrocontrollerATmega323
  • Die Peripherie des ATmega323
  • Start neues Projekt (Beispiel 10)
  • Erstes Beispiel (Beispiel 10)
  • Die main()-Funktion
  • Die Endlosschleife
  • Compilieren
  • Simulator
  • Simulator
  • Keine Zeit!

 Zeit (Zähler)

  • Zyklische Ablaufsteuerung
  • Zeitgesteuerte Ablaufsteuerung
  • 8-Bit Timer
  • 16-Bit Timer
  • Interrupt
  • Timer im ATmega323
  • Timer im ATmega323
  • LED blinken lassen (Beispiel 20)
  • Simulation der blinkenden LED (Beispiel 20)
  • Zwei Timer = zwei Aufgaben (Beispiel 25)
  • Zeitscheibensystem (Beispiel 30)
  • Zeitscheibensystem Animation
  • Vor- und Nachteile der Zeitscheibensysteme

 Externe asynchrone Ereignisse

  • Einführung
  • Was ist ein Interrupt?
  • Initialisieren der Interrupts bei ATmega323
  • Reaktion auf die Interrupts bei ATmega323
  • Not-Aus Schalter als externer Interrupt (Beispiel 35)
  • Software Interrupts
  • Warum ein Betriebssystem?

 Grundlagen Echtzeit-Betriebssysteme Teil I

  • Was ist ein Betriebssystem (OS)?
  • Was ist ein Echtzeitfähigkeit?
  • Echtzeitfähigkeit und Roboter
  • Was ist ein Echtzeitbetriebssystem (RTOS)?
  • Echtzeitbetriebssystem und Mikrocontroller
  • Programmieren von oben nach unten
  • Temperaturregelung
  • Was ist eine Task?
  • Eine Task hat eine Endlosschleife
  • Zeitgesteuertes Verfahren
  • Zeitgesteuertes Verfahren und Interrupts
  • Stack
  • Die Task bekommen Prioritäten
  • Ereignisgesteuertes Verfahren
  • Eine Task hat Zustände
  • Eine Task hat Zustände
  • Multitasking
  • Kommunikation

 Grundlagen Echtzeit-Betriebssysteme Teil II

  • Kommunikation
  • Shared memory (globale Variablen)
  • Warteschlangen (Queue)
  • Mehrere Werte in der Warteschlange
  • Eine Uhr sendet die Nachrichten
  • Synchronisation
  • Semaphoren
  • Interrupts und RTOS
  • Kritische Regionen
  • Verklemmung (deadlock)
  • Dynamic memory allocation
  • Verteilte Systeme (Bussysteme)
  • Ende Grundlagen

  FreeRTOS

  • Einführung
  • Das Verzeichnis FreeRTOS
  • Das Demo Verzeichnis
  • Struktur des Demo Verzeichnisses
  • Beschreibung des Demo für ATmega323
  • Make und Compilieren
  • Simulation mit AVR Studio 4
  • Ende der Demo Applikation

 Beispiele FreeRTOS

  • Das Kapitel
  • Eine Task zyklisch aufrufen (Beispiel 55)
  • xTaskCreate()
  • vTaskStartScheduler()
  • Endlosschleife und Delay
  • HOOK Funktion
  • Simulation (Beispiel 55)
  • Die FreeRTOSConfig.h Datei
  • Die FreeRTOSConfig.h Datei
  • Die FreeRTOSConfig.h Datei
  • Die FreeRTOSConfig.h Datei
  • Was ist ein Tick?
  • Zwei zyklische Task (Beispiel 60)
  • Simulation (Beispiel 60)
  • Simulation (Beispiel 60)
  • Taskeigenschaften
  • Wie konstant ist der zeitliche Aufruf? (Beispiel 63)
  • vTaskDelayUntil()
  • Coroutinen
  • Simulation zwei Coroutinen (Beispiel 72)
  • Alles nur synchron über globale Variablen!

 Ereignisgesteuerte Task und Queue

  • Kommunikation zwischen Tasks
  • Queue (Warteschlange)
  • Queue in main()-Funktion definieren (Beispiel 80)
  • Senden über eine Queue (Beispiel 80)
  • Empfangen über eine Queue (Beispiel 80)
  • Interrupt und Queue
  • Interrupt sendet an eine Queue (Beispiel 90
  • Interrupt empfängt von einer Queue (Beispiel 95)
  • Mehrere Sender und Empfänger

 Semaphore

  • Zwei Task greifen auf dieselbe Ressource
  • Beispiel CAN Lesen (Beispiel 100)
  • ENDE
 


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Last Update: 05.06.2015

 

 

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