基于STM32使用HAL库手把手移植FreeRTOS10.4.1

1万 · 2021-7-4 16:41

（一）裸机工程创建

使用STM32CubeMX创建裸机工程：

这里我是用的芯片是STM32F103RBT6，时钟主频为72MHz，配置时钟树：

1万 · 2021-7-4 16:41

配置调试串口1：

1万 · 2021-7-4 16:42

配置两个LED灯：

由于FreeRTOS使用系统嘀嗒定时器当作心跳，HAL库也使用了这个定时器当作超时计数用，如果使用STM32CUBEMX直接加入freertos会提示SysTim定时器和freertos冲突，由于现在我们是手动移植freertos所以可以同时将systim用为hal库的超时定时器和和freertos的心跳。

1万 · 2021-7-4 16:42

配置中断，注意这里一定要选择组4，也就是全部为抢占优先级：

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输出工程：

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（二）移植FreeRTOS

解压FreeRTOS源码包有如下文件结构：

在Keil工程目录下新建FreeRTOS文件夹用于存放freertos的源码。

1万 · 2021-7-4 16:42

拷贝FreeRTOS/Source/文件夹内的以下文件，放入keil工程目录FreeRTOS文件夹内，效果如下图：

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在Keil中将FreeRTOS源码加入到工程内：

1万 · 2021-7-4 16:43

打开stm32f1xx_it.c文件，在头部添加FreeRTOS的三个函数导入：

extern void xPortPendSVHandler(void);
extern void xPortSysTickHandler(void);
extern void vPortSVCHandler(void);

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在函数SVC_Handler中添加函数调用：

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在函数PendSV_Handler中添加函数调用：

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在函数SysTick_Handler中添加函数调用：

1万 · 2021-7-4 16:45

新建一个名为FreeRTOSConfig.h的文件，这是FreeRTOS的配置文件，这里我贴一个我配置的：

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H__
#define FREERTOS_CONFIG_H__

/*
* 关于本文件宏的详细说明可参考：https://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/50134883#
*/

// 设置为1使用抢占式，为0使用时间片轮转调度。
#define configUSE_PREEMPTION                   1

// 设置为1使能低功耗tickless模式，为0保持系统节拍（tick）中断一直运行。
#define configUSE_TICKLESS_IDLE                0

// 系统时钟主频
#define configCPU_CLOCK_HZ                   72000000

// 系统节拍中断的频率，即1s进中断的次数，配置为1000就是一秒进1000次中断，系统节拍就是1s。
#define configTICK_RATE_HZ                   1000

// 任务最大优先级
#define configMAX_PRIORITIES                   10

// 任务最小栈大小
#define configMINIMAL_STACK_SIZE             64

// FreeRTOR堆空间大小
#define configTOTAL_HEAP_SIZE                8192

// 任务名称最大长度
#define configMAX_TASK_NAME_LEN                16

// 系统节拍计数器的变量类型，即定义portTickType是表示16位变量还是32位变量。
#define configUSE_16_BIT_TICKS                0

// 设置为1允许任务调度，为0不允许(时间片耗尽才让出CPU使用权)，该参数抢占式方式下才生效
#define configIDLE_SHOULD_YIELD                1

// 设置是否使用互斥量
#define configUSE_MUTEXES                      1

// 设置是否使用递归互斥量
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES          0

// 设置是否使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES          0

// 设置可以记录的队列和信号量的最大数目
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE             10

// 是否使用空闲钩子函数
#define configUSE_IDLE_HOOK                   0

// 是否使用TICK嘀嗒钩子函数
#define configUSE_TICK_HOOK                   0

// 是否使用栈溢出检查
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW       0

// 是否使用内存申请失败钩子函数
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK          0

// 是否使用软件定时器
#define configUSE_TIMERS                      1

// 设置软件定时器服务/守护进程的优先级
#define configTIMER_TASK_PRIORITY             3

// 设置软件定时器命令队列的长度
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH             10

// 设置软件定时器服务/守护进程任务的堆栈深度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH          configMINIMAL_STACK_SIZE

// STM32的最低优先级
#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15

// 能够在中断服务函数中安全调用FreeRTOS API的中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 1

#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << 4 )
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << 4 )

// 将以下定义设置为1以包含API函数，或设置为0排除API函数
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet             1
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet             1
#define INCLUDE_vTaskDelete                   1
#define INCLUDE_vTaskSuspend                   1
#define INCLUDE_xResumeFromISR                1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil                1
#define INCLUDE_vTaskDelay                   1
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState       1
#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle    1
#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark    0
#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle       0
#define INCLUDE_xTimerGetTimerDaemonTaskHandle  0
#define INCLUDE_pcTaskGetTaskName             0
#define INCLUDE_eTaskGetState                0
#define INCLUDE_xEventGroupSetBitFromISR       1
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall       0

#endif  /* FREERTOS_CONFIG_H__ */

1万 · 2021-7-4 16:45

修改main.c文件，添加头文件：

#include "FreeRTOSConfig.h"
#include "FreeRTOS.h"

#include "task.h"

1万 · 2021-7-4 16:46

这里我创建了三个任务，任务一为led1灯每间隔500ms闪烁一次，任务二led2每间隔300ms闪烁一次，任务三为串口每隔1s打印一次helloworld。

void led1_task(void* arg)
{
while(1)
{
      HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_8);
      vTaskDelay(500);
}
}

void led2_task(void* arg)
{
while(1)
{
      HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_2);
      vTaskDelay(300);
}
}

void print_task(void* arg)
{
while(1)
{
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"HelloWorld\r\n", 12, 100);
      vTaskDelay(1000);
}
}

int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();

// xTaskCreate函数参数说明：
// 1、任务入口函数
// 2、任务名称
// 3、堆栈大小，单位word
// 4、传递给任务的参数
// 5、任务优先级
// 6、任务句柄

// 创建任务led1灯任务
xTaskCreate(led1_task, "led1_task", 64, NULL, 3, NULL);

// 创建任务led2灯任务
xTaskCreate(led2_task, "led2_task", 64, NULL, 4, NULL);

// 创建串口打印任务
xTaskCreate(print_task, "print_task", 128, NULL, 5, NULL);

// 启动任务调度
vTaskStartScheduler();

while (1)
{
}
}

到此，移植完毕！