STM32移植FreeRTOS（图文实操）

Posted 2021-09-10 是光哥呀

目录

• 一、Freertos
• • 1、前后台系统
  • 2、可剥夺型内核
  • 3、Freertos系统简介
• 二、FreeRTOS移植
• • 1.在基础工程种新建Freertos文件夹，并且将源码添加到这个文件夹中。
  • 2.在poertable文件夹中保留keil 、MemMang 、和 RVDS,其他删除
  • 3.在基础工程中新建分组 FreeRTOS_CODE 和 FreeRTOS_PORTTABLE,并且添加.c文件添加头文件.h路径。
  • 4.从demo中复制FreeRTOSConfig.h文件
  • 5.移植SYSTEM文件，里面包括sys.c usart.c delay.c
• 三、FreeRTOS移植验证

一、Freertos

首先附上移植包，里面包含了文章的完整工程以及FreeRTOS官方资料及源码

点击下载：链接

1、前后台系统

早期嵌入式开发没有嵌入式操作系统概念，直接操作裸机，直接在逻辑上写程序，比如51单片机没有操作系统的概念。通常把程序分为前台系统和后台系统。
签单的小系统通常是前后台系统。这样的程序包括一个死循环和若干个中断服务程序：应用程序是一个无限循环，循环中调用API库函数完成作需的操作，大循环叫做后台系统。中断服务程序用于处理系统的异步事件，也就是前台系统。前台是中断级，后台是任务级。

RTOS全称为：Real time OS ，就是实时操作系统，强调的是：实时性。实时操作系统又分为软实时和硬实时。硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，硬实时不允许超时，软实时里面处理过程超时的后果就没有那么严格。在实时操作系统种，我们可以把要实现的功能划分为多个任务，每个任务负责实现其中的一部分，每个任务都是一个很简单的程序，通常是一个死循环。

RTOS操作系统： Freertos, UCOS,RTX,RT-THread,DJYOS等
RTOS操作系统的核心内容在于： 实时内核。

2、可剥夺型内核

RTOS的内核负责管理所有的任务，内核决定了运行哪个任务，何时停止当前任务切换到其他任务，这个是内核的多任务管理能力。多任务管理给人的感觉就是芯片有多个CPU，多任务管理实现了CPU资源的最大化利用，多任务管理有助于实现程序的模块化开发，能够实现复杂的实时利用。
可剥夺型内核顾名思义就是可以剥夺其他任务的CPU使用权，他总是运行就绪任务中优先级最高的任务。

3、Freertos系统简介

Freertos是一个可剪裁，可剥夺型的多任务内核，而且没有任务数限制。Freertos提供了实时操作系统所需的所有功能，包括资源管理、同步、任务通信等。
Freertos是用C和汇编来写的，其中绝大部分都是用C语言编写的，只有极少数的与处理器密切相关的部分代码才是用汇编写的，Freertos结构简洁，可读性很强！最主要的是非常适合初次接触嵌入式实时操作系统开发者。

为什么要学习Freertos？

1.因为FreeRTOS开源
2.FreeRTOS免费
3.FreeRTOS是很多第三方组件钦定的系统

内核源码下载—> www.freertos.org

二、FreeRTOS移植

1.在基础工程种新建Freertos文件夹，并且将源码添加到这个文件夹中。

将官方文件中FreeRTOS的source复制
粘贴到我们模板工程的FreeRTOS文件夹中

2.在poertable文件夹中保留keil 、MemMang 、和 RVDS,其他删除

在poertable文件夹中保留这三个其他删除

如图

3.在基础工程中新建分组 FreeRTOS_CODE 和 FreeRTOS_PORTTABLE,并且添加.c文件添加头文件.h路径。

建立FreeRTOS_CODE 和 FreeRTOS_PORTTABLE两个分组


FreeRTOS_CODE分组里添加除了stream_buffer.c的剩下六个文件

FreeRTOS_PORTTABLE分组里添加heap4.c的内存管理方式和我们单片机的m3内核


总的添加文件如下图

添加FreeRTOS_CODE里文件的头文件

FreeRTOS_PORTTABLE的头文件

4.从demo中复制FreeRTOSConfig.h文件

粘贴到我们工程的include文件夹里

5.移植SYSTEM文件，里面包括sys.c usart.c delay.c

添加它们的头文件

进入stm32f10x_it.c把这些函数屏蔽



再进入到FreeRTOS.h文件把如图宏定义0改成1

添加LED的c文件和头文件以及配置头文件路径

三、FreeRTOS移植验证

复制main.c中内容 并且运行测试。可看到LED灯闪烁，可以更改引脚配置等实现其他功能

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

//ÈÎÎñÓÅÏȼ¶
#define START_TASK_PRIO		1
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óС	
#define START_STK_SIZE 		128  
//ÈÎÎñ¾ä±ú
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//ÈÎÎñº¯Êý
void start_task(void *pvParameters);

//ÈÎÎñÓÅÏȼ¶
#define LED0_TASK_PRIO		2
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óС	
#define LED0_STK_SIZE 		50  
//ÈÎÎñ¾ä±ú
TaskHandle_t LED0Task_Handler;
//ÈÎÎñº¯Êý
void led0_task(void *pvParameters);

//ÈÎÎñÓÅÏȼ¶
#define LED1_TASK_PRIO		3
//ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óС	
#define LED1_STK_SIZE 		50  
//ÈÎÎñ¾ä±ú
TaskHandle_t LED1Task_Handler;
//ÈÎÎñº¯Êý
void led1_task(void *pvParameters);

int main(void)
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//ÉèÖÃϵͳÖжÏÓÅÏȼ¶·Ö×é4	 
	delay_init();	    				//ÑÓʱº¯Êý³õʼ»¯	  
	uart_init(115200);					//³õʼ»¯´®¿Ú
	LED_Init();		  					//³õʼ»¯LED
	 
	//´´½¨¿ªÊ¼ÈÎÎñ
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //ÈÎÎñº¯Êý
                (const char*    )"start_task",          //ÈÎÎñÃû³Æ
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //ÈÎÎñ¶ÑÕ»´óС
                (void*          )NULL,                  //´«µÝ¸øÈÎÎñº¯ÊýµÄ²ÎÊý
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //ÈÎÎñÓÅÏȼ¶
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //ÈÎÎñ¾ä±ú              
    vTaskStartScheduler();          //¿ªÆôÈÎÎñµ÷¶È
}

//¿ªÊ¼ÈÎÎñÈÎÎñº¯Êý
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //½øÈëÁÙ½çÇø
    //´´½¨LED0ÈÎÎñ
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led0_task,     	
                (const char*    )"led0_task",   	
                (uint16_t       )LED0_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )LED0_TASK_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&LED0Task_Handler);   
    //´´½¨LED1ÈÎÎñ
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led1_task,     
                (const char*    )"led1_task",   
                (uint16_t       )LED1_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )LED1_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&LED1Task_Handler);         
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //ɾ³ý¿ªÊ¼ÈÎÎñ
    taskEXIT_CRITICAL();            //Í˳öÁÙ½çÇø
}

//LED0ÈÎÎñº¯Êý 
void led0_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        LED0=~LED0;
        vTaskDelay(500);
    }
}   

//LED1ÈÎÎñº¯Êý
void led1_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        LED1=0;
        vTaskDelay(200);
        LED1=1;
        vTaskDelay(800);
    }
}