STM32F4移植FreeRTOS V10.3.1

1万 · 2021-7-1 11:46

一、环境

Win10、Keil uVision5、STM32CubeMX、STM32F429IGT6

二、准备工作2.1创建基于HAL库的STM32F429基础工程

创建新项目，MCU型号选择STM32F429IGTx,然后开始项目。

1万 · 2021-7-1 11:46

选择使用外部高速时钟，时钟源为外部晶振，然后配置系统时钟，根据晶振频率将系统时钟配置到180MHz。

1万 · 2021-7-1 11:46

配置USART1为异步收发串口模式，设定为115200波特率，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，配置USART1相关外设IO引脚，启用USART1 DMA收发传输，启用USART1中断和其DMA收发关联通道中断并设定优先级。

1万 · 2021-7-1 11:47

在项目管理子页面对项目相关配置项以及代码生成项进行相关配置。

1万 · 2021-7-1 11:47

建议对HAL时基源选择为SysTick以外的时钟源。

1万 · 2021-7-1 11:47

以上步骤完成后点击生成代码，代码生成完以后用Keil uVision5打开项目并进行编译，此时编译应该是能正常编译的。

经过以上步骤，我们创建了不含有FreeRTOS的基础工程（如果想使用CMSIS接口的也可以在配置时直接勾选使用FreeRTOS中间件）。

1万 · 2021-7-1 11:48

2.2获取FreeRTOS源码
FreeRTOS作为开源RTOS，允许开源商用，可以在其官方网站找到源码获取入口（官方网址为：www.freertos.org）。进入官网后，在首页点击下载FreeRTOS，进入下载页面点击下载。这里我获取的是FreeRTOS V10.3.1的源码。

1万 · 2021-7-1 11:48

三、FreeRTOS移植
在STM32CubeMX生成的项目目录中添加子目录FreeRTOS。将官方源码中Source目录中的所有内容全部复制到我们创建的FreeRTOS目录下。保留FreeRTOS\portable目录下的Keil、MemMang、RVDS，其他的可以删除（其实Keil也可以删除）。

1万 · 2021-7-1 11:49

在Keil uVision5中创建分组FreeRTOS_CORE、FreeRTOS_PORTABLE。将FreeRTOS目录下的croutine.c、event_groups.c、list.c、queue.c、stream_buffer.c、tasks.c、timers.c全部添加到分组FreeRTOS_CORE。将FreeRTOS\portable\MemMang\heap_4.c和FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM4F\port.c添加到分组FreeRTOS_PORTABLE。

1万 · 2021-7-1 11:49

然后将FreeRTOS的相关头文件路径添加到项目中。

1万 · 2021-7-1 11:50

将官方Demo中的FreeRTOS复制到我们的工程目录FreeRTOS\include中去。

1万 · 2021-7-1 11:52

将FreeRTOSConfig.h中第45行左右的 #ifdef __ICCARM__ 修改为 #ifdef __CC_ARM以便和我们使用的编译器匹配。

1万 · 2021-7-1 11:53

将FreeRTOSConfig.h中目前没有实现的没有使用的钩子函数开启宏关闭（官方Demo中开启了这些宏）：configUSE_IDLE_HOOK、configUSE_TICK_HOOK、configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW、configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK。

1万 · 2021-7-1 11:53

打开文件stm32f4xx_it.c，找到SVC_Handler、PendSV_Handler、SysTick_Handler的函数定义将其屏蔽，因为这三个函数和FreeRTOS内核息息相关，在FreeRTOS内核源码中有具体实现，屏蔽掉是为了祛除重定义。

这时候编译，会正常通过。

1万 · 2021-7-1 11:54

四、添加基础功能

经过以上步骤实际上已经基本完成了FreeRTOS V10.3.1在STM32F429IGT6的移植，但是为了方便测试，我们还将添加一些基础功能。

4.1串口DMA发送

添加USART1_Tx DMA传输N字节相关代码段：

#define USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE 1024
uint8_t Usart1_Tx_DMA_Buffer[USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE+1];
uint16_t Usart1_DMASend_NBytes(uint8_t* buffer, uint16_t size)
{
uint16_t size_t=0;
if(!size) return 0;
size_t = (size > USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE ? USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE : size);
while(0 != __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_tx)){;}
  if(buffer!=NULL)
{
memcpy(&Usart1_Tx_DMA_Buffer[0], buffer,size_t);
}
  HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, Usart1_Tx_DMA_Buffer, size_t);
  return size;
}

1万 · 2021-7-1 11:54

创建几个简单的FreeRTOS任务：

#define START_TASK_PRIO 1
#define START_STK_SIZE 128
TaskHandle_t StartTask_Handler;
void start_task(void *pvParameters);

#define USART1_SEND_TASK_PRIO 2
#define USART1_SEND_STK_SIZE 256
TaskHandle_t USART1_SendTask_Handler;
void USART1_Send_task(void *pvParameters);

#define APP_TASK_PRIO 3
#define APP_STK_SIZE 256
TaskHandle_t APP_Task_Handler;
void APP_task(void *pvParameters);

#define SENSOR_TASK_PRIO 4
#define SENSOR_STK_SIZE 256
TaskHandle_t Sensor_Task_Handler;
void Sensor_task(void *pvParameters);

#define USART1_TX_Q_NUM 5
QueueHandle_t Queue_Usart1_tx;

#define MAX_FRAME_COMM_BUFFER_SIZE USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE
typedef struct
{
uint8_t* start_addr;
uint16_t len;
}Usart1_Tx_Buffer_Typedef;

int main(void)
{
BaseType_t TaskCreateStatus;
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();

  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,
            (const char* )"start_task",
            (uint16_t    )START_STK_SIZE,
            (void*       )NULL,
            (UBaseType_t )START_TASK_PRIO,
            (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);
if(pdPASS == TaskCreateStatus)
{
//printf(" start_task create success\r\n");
}
vTaskStartScheduler();

  while (1)
  {
  }
}

void start_task(void *pvParameters)
{
BaseType_t TaskCreateStatus;
taskENTER_CRITICAL();
  Queue_Usart1_tx=xQueueCreate(USART1_TX_Q_NUM,sizeof(Usart1_Tx_Buffer_Typedef));
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )USART1_Send_task,
            (const char* )"USART1_Send_task",
            (uint16_t    )USART1_SEND_STK_SIZE,
            (void*       )NULL,
            (UBaseType_t )USART1_SEND_TASK_PRIO,
            (TaskHandle_t*  )&USART1_SendTask_Handler);
if(pdPASS == TaskCreateStatus)
{
//printf(" LED0Task create success\r\n");
}
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )APP_task,
            (const char* )"APP_task",
            (uint16_t    )APP_STK_SIZE,
            (void*       )NULL,
            (UBaseType_t )APP_TASK_PRIO,
            (TaskHandle_t*  )&APP_Task_Handler);
if(pdPASS == TaskCreateStatus)
{
//printf(" LED0Task create success\r\n");
}
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )Sensor_task,
            (const char* )"Sensor_task",
            (uint16_t    )SENSOR_STK_SIZE,
            (void*       )NULL,
            (UBaseType_t )SENSOR_TASK_PRIO,
            (TaskHandle_t*  )&Sensor_Task_Handler);
if(pdPASS == TaskCreateStatus)
{
//printf(" LED0Task create success\r\n");
}
vTaskDelete(StartTask_Handler);
  taskEXIT_CRITICAL();
}

void USART1_SendData(uint8_t *pData,uint16_t len)
{
Usart1_Tx_Buffer_Typedef Tx_Buff;

Tx_Buff.start_addr = pData;
Tx_Buff.len = len;
xQueueSendToBack(Queue_Usart1_tx,(void *)&Tx_Buff,portMAX_DELAY);
}

void USART1_Send_task(void *pvParameters)
{
Usart1_Tx_Buffer_Typedef Tx_Type;
BaseType_t res = pdTRUE;
while(1)
{
      res = xQueueReceive(Queue_Usart1_tx,&Tx_Type,portMAX_DELAY);
if(res == pdTRUE) Usart1_DMASend_NBytes(Tx_Type.start_addr,Tx_Type.len);//通过DMA发送
   vTaskDelay(10);
}
}

void APP_task(void *pvParameters)
{
uint8_t testOut[128];
uint32_t index=0;
while(1)
{
sprintf((char*)testOut,"APP_task %u \r\n",index++);
USART1_SendData(testOut,strlen((const char*)testOut));
vTaskDelay(100);
}
}

void Sensor_task(void *pvParameters)
{
uint8_t testOut2[128];
uint32_t index=0;
while(1)
{
sprintf((char*)testOut2,"Sensor_task %u \r\n",index++);
USART1_SendData(testOut2,strlen((const char*)testOut2));
vTaskDelay(100);
}
}

1万 · 2021-7-1 11:54

4.2下载验证

将工程进行编译、下载验证，符合预期。