1. 引 言

1.1. 为什么学习RTOS

当我们进入嵌入式这个领域时，首先接触的往往是单片机编程，单片机编程又首选51单片机来入门。这里面说的单片机编程通 常都是指裸机编程，即不加入任何RTOS（Real Time OperationSystem，实时操作系统）的编程。常用的RTOS有国外的 FreeRTOS、μC/OS、RTX和国内的Huawei LiteOS、和RT-Thread等，其中开源且免费的FreeRTOS的市场占有率最高，历史悠 久的μC/OS位居第二。

在裸机系统中，所有的程序基本都是自己写的，所有的操作都是在一个无限的大循环里面实现。现实生活中的很多中小型电子 产品中用的都是裸机系统，而且能够满足需求。但是为什么还要学习RTOS编程，要涉及一个操作系统呢？一是基于项目需求， 随着产品要实现的功能越来越多，单纯的裸机系统已经不能完美地解决问题，反而会使编程变得更加复杂，如果想降低编程的 难度，可以考虑引入RTOS实现多任务管理，这是使用RTOS的最大优势。二是出于学习的需要，必须学习更高级的技术，实现更 好的职业规划，为将来能有更好的职业发展做准备，而不是拘泥于裸机编程。作为一个合格的嵌入式软件工程师，学习是永远 不能停止的，时刻都要为将来做准备。书到用时方恨少，希望当机会来临时，你不要有这种感觉。

为了帮大家厘清RTOS编程的思路，本书将简单分析这两种编程方式的区别，我们称之为“为学习RTOS的命门”，只要掌握这一关 键内容，以后的RTOS学习可以说是易如反掌。在讲解这两种编程方式的区别时，我们主要讲解方法论，不会涉及具体的代码， 即主要还是通过伪代码来讲解。

1.2. 如何学习RTOS

裸机编程和RTOS编程的风格有些不一样，而且有很多人说学习RTOS很难，这就导致想要学习的人一听到RTOS编程就会忌惮三 分，结果就是“出师未捷身先死”。

那么到底如何学习一个RTOS？最简单的方法就是在别人移植好的系统上先看一看RTOS中的API使用说明，然后调用这些API实 现自己想要的功能，完全不用关心底层的移植，这是最简单、快速的入门方法。这种方法有利有弊。如果是做产品，好处是可 以快速实现功能，将产品推向市场，赢得先机，弊端是当程序出现问题时，因对RTOS不够了解，会导致调试困难。如果想系 统地学习RTOS，那么只会简单地调用API是不可取的，我们应该深入学习其中一款RTOS。

目前市场上的RTOS，其内核实现方式差异不大，我们只需要深入学习其中一款即可。万变不离其宗，只要掌握了一款RTOS， 以后换到其他型号的RTOS，使用起来自然也得心应手。那么如何深入地学习一款RTOS呢？这里有一个非常有效但也十分难 的方法，就是阅读RTOS的源码，深入研究内核和每个组件的实现方式。这个过程枯燥且痛苦。但为了能够学到RTOS的精华， 还是很值得一试的。

市面上虽然有一些讲解相关RTOS源码的书，但如果基础知识掌握得不够，且先前没有使用过该款RTOS，那么只看源码还是会 非常枯燥，并且不能从全局掌握整个RTOS的构成和实现。

现在，我们采用一种全新的方法来教大家学习一款RTOS，既不是单纯地介绍其中的API如何使用，也不是单纯地拿里面的源 码一句句地讲解，而是从0开始，层层叠加，不断完善，教大家如何把一个RTOS写0到1写出来，让你在每一个阶段都能享受 到成功的喜悦。在这个RTOS实现的过程中，只需要具备C语言基础即可，然后就是跟着本书笃定前行，最后定有所成。

这个用来教学的RTOS，我们不会完全自己写一个，不会再重复的造轮子，而是选取年龄最大（26岁）、商业化最成功、安全 验证最多的μC/OS-III为蓝本，将其抽丝剥茧，层层叠加，从0到1写出来。在实现的过程中，数据类型、变量名、函数名称、 文件类型等都完全按照μC/OS-III里面的写法，不会自己再重新命名。这样学完我们这个课程之后，就可以无缝地过渡 到μC/OS-III的使用。

1.3. 如何选择RTOS

选择一个RTOS要看下你是学习还是做产品，如果是学习则选择一个年龄最大，商业化最成功，安全验证最多的来学习，而且 是深入学习。那么符合前面这几个标准的只有μC/OS，所以，学一个RTOS，首选μC/OS，而且μC/OS的资料是最多的。当然， 选择其他的RTOS来学习也是可以的。学完之后就是要用了，如果是产品中使用μC/OS就要面临授权的问题，就是要给版权费。 一听到要给钱，大家肯定是不乐意了，所以开源免费的FreeRTOS就受到各个半导体厂商和开发者的青睐。目前，FreeRTOS 是市场占有率最高的RTOS，非常适合用来做产品。另外，国内的RT-Thread也在迅速的崛起，同样是开源免费。