火控系统RTOS移植实战

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火控系统概述

实时操作系统在火控系统中的作用 · 课程目标与学习路径

2

RTOS基础概念

任务、调度器、临界区、上下文切换

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主流RTOS对比

FreeRTOS · RT-Thread · uC/OS-III 特点与选型

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开发环境搭建

交叉编译工具链 · 调试器 (J-Link/ST-Link) 配置

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硬件平台介绍

基于ARM Cortex-M7的MCU选型与板级支持包

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FreeRTOS源码结构

核心文件 · 内存管理 · 移植接口层分析

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启动文件与链接脚本

修改启动文件适配RTOS · 堆栈设置

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系统时钟与滴答定时器

SysTick配置 · 时间基准的建立

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中断管理

中断优先级设置 · 临界区保护 · 中断嵌套

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任务创建与管理

任务函数 · 任务堆栈 · 任务控制块

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任务调度机制

抢占式调度 · 时间片轮转 · 调度器启动

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任务状态与切换

就绪态 · 运行态 · 阻塞态 · 挂起态

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队列与消息传递

队列创建 · 发送 · 接收 · 中断中传递数据

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信号量与互斥量

二值信号量 · 计数信号量 · 优先级反转解决

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事件标志组

多事件同步 · 等待与设置机制

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任务通知

轻量级IPC · 替代信号量与队列的场景

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软件定时器

创建 · 启动 · 回调函数 · 精度控制

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内存管理

heap_1 到 heap_5 的选择 · 内存碎片问题

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低功耗管理

Tickless模式 · 待机与休眠状态切换

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调试与追踪

FreeRTOS内核调试 · Tracealyzer工具使用

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火控传感器数据采集

ADC驱动 · DMA传输与RTOS集成

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火控执行机构控制

PWM输出 · 舵机/电机控制任务

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通信协议栈移植

CAN总线驱动 · UART与RTOS结合

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多任务数据融合

传感器数据滤波 · 卡尔曼滤波任务化

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火控解算任务

弹道计算 · 瞄准解算的实时性优化

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人机交互界面

LCD驱动 · 触摸屏任务 · 菜单系统

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系统启动流程

从Bootloader到RTOS启动的完整链路

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可靠性设计

看门狗 · 任务异常重启 · 错误日志

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性能优化

任务优先级调整 · 堆栈大小优化 · 执行时间测量

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综合实战

完整火控系统演示 · 代码评审与总结