STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序

只看该作者 · 2022-4-29 22:54

一、FreeRTOS原理

FreeRTOS：
FreeRTOS是一个源码公开的免费的嵌入式实时操作系统，通过研究其内核可以更好地理解嵌入式操作系统的实现原理.本文主要阐述FreeRTOS系统中的任务调度机制、时间管理机制、任务管理机制以及内存分配策略的实现原理，并指出FreeRTOS在应用中的优缺点。

在嵌入式领域中，嵌入式实时操作系统正得到越来越广泛的应用。采用嵌入式实时操作系统(RTOS)可以更合理、更有效地利用CPU的资源，简化应用软件的设计，缩短系统开发时间，更好地保证系统的实时性和可靠性。由于RTOS需占用一定的系统资源(尤其是RAM资源)，只有μC／OS-II、embOS、salvo、FreeRTOS等少数实时操作系统能在小RAM单片机上运行。相对于C／OS-II、embOS等商业操作系统，FreeRTOS操作系统是完全免费的操作系统，具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点，可以方便地移植到各种单片机上运行。

详细：嵌入式操作系统FreeRTOS 的原理与实现

只看该作者 · 2022-4-29 22:55

FreeRTOS移植

为什么要在stm32 f103上面移植freertos
stm32 f103 以他的全面的文档，亲民的价格，强大的功能。成为无数微设备的方案首选。在市场上有极大的使用量。市场占有率也是非常的高。freertos作为一个开源的微型操作系统，凭借着它的资源占用小，功能强大，文档齐全，成为各大芯片公司都支持的操作系统，也是程序员操作系统学习的不二首选。所以，把这两者结合起来，除了能给我们的产品提供强大的支撑之外，还积累的很多基础技术。

只看该作者 · 2022-4-29 22:56

二、在STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序
1.任务要求

task1，每间隔500ms闪烁（变化）一次LED；task2，每间隔2000ms，向串口发送一次指令数据“helloworld!"；task3，每间隔5000ms，从AHT20采集一次温湿度数据（不考虑硬件情况，仅写出整个多任务框架模拟代码）。

只看该作者 · 2022-4-29 22:56

2.编写程序

由于我自己在进行FreeRTOS移植的过程中出现了很多问题，所以我是直接使用的已经移植好的FreeRTOS stm32

下载链接：野火STM32F103指南者开发板资料链接

下载如图路径勾选的两个：（其中书籍配套程序是已经有移植好的程序，FreeRTOS源码则是自己移植需要的代码）

只看该作者 · 2022-4-29 22:57

只看该作者 · 2022-4-29 23:00

然后我们解压如图文件夹

只看该作者 · 2022-4-29 23:00

解压后进入文件夹点击Project->RVMDK（uv5），然后打开工程文件

只看该作者 · 2022-4-29 23:02

进入后打开main.c（原来main.c所执行的程序与我们要执行的不一样，所以我们需要进行修改）

只看该作者 · 2022-4-29 23:03

根据任务描述，我们需要更改LED2，以及添加一个AHT20程序。代码如下：（乱码是因为keil里没有进行翻译)
/* FreeRTOS头文件 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/* 开发板硬件bsp头文件 */
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_usart.h"

/* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
/* LED1任务句柄 */
static TaskHandle_t LED1_Task_Handle = NULL;
/* hello任务句柄 */
static TaskHandle_t hello_Task_Handle = NULL;
/* AHT任务句柄 */
static TaskHandle_t AHT_Task_Handle = NULL;

static void AppTaskCreate(void);/* 用于创建任务 */

static void LED1_Task(void* pvParameters);/* LED1_Task任务实现 */
static void hello_Task(void* pvParameters);/* hello_Task任务实现 */
static void AHT_Task(void* pvParameters);

static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 */

int main(void)
{
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS */

  /* 开发板硬件初始化 */
  BSP_Init();
  printf("这是一个[野火]-STM32全系列开发板-FreeRTOS-动态创建多任务实验!\r\n");
/* 创建AppTaskCreate任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate,  /* 任务入口函数 */
                     (const char* )"AppTaskCreate",/* 任务名字 */
                     (uint16_t    )512,  /* 任务栈大小 */
                     (void*       )NULL,/* 任务入口函数参数 */
                     (UBaseType_t )1, /* 任务的优先级 */
                     (TaskHandle_t*  )&AppTaskCreate_Handle);/* 任务控制块指针 */
  /* 启动任务调度 */
  if(pdPASS == xReturn)
vTaskStartScheduler(); /* 启动任务，开启调度 */
  else
return -1;

  while(1); /* 正常不会执行到这里 */
}

static void AppTaskCreate(void)
{
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS */

  taskENTER_CRITICAL();          //进入临界区

  /* 创建LED_Task任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )LED1_Task, /* 任务入口函数 */
                     (const char* )"LED1_Task",/* 任务名字 */
                     (uint16_t    )512, /* 任务栈大小 */
                     (void*       )NULL, /* 任务入口函数参数 */
                     (UBaseType_t )2,       /* 任务的优先级 */
                     (TaskHandle_t*  )&LED1_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
printf("创建LED1_Task任务成功!\r\n");

/* 创建hello */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )hello_Task, /* 任务入口函数 */
                     (const char* )"hello_Task",/* 任务名字 */
                     (uint16_t    )512, /* 任务栈大小 */
                     (void*       )NULL, /* 任务入口函数参数 */
                     (UBaseType_t )3,       /* 任务的优先级 */
                     (TaskHandle_t*  )&hello_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
printf("创建hello_Task任务成功!\r\n");

/* 创建AHT*/
   xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AHT_Task, /* 任务入口函数 */
                     (const char* )"AHT_Task",/* 任务名字 */
                     (uint16_t    )512, /* 任务栈大小 */
                     (void*       )NULL, /* 任务入口函数参数 */
                     (UBaseType_t )3,       /* 任务的优先级 */
                     (TaskHandle_t*  )&AHT_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
printf("创建AHT_Task任务成功!\r\n");

  vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务

  taskEXIT_CRITICAL();          //退出临界区
}

static void LED1_Task(void* parameter)
{
while (1)
{
      LED1_ON;
      vTaskDelay(500); /* 延时500个tick */
      printf("LED1_Task Running,LED1_ON\r\n");

      LED1_OFF;
      vTaskDelay(500); /* 延时500个tick */
      printf("LED1_Task Running,LED1_OFF\r\n");
}
}

static void hello_Task(void* parameter)
{
while (1)
{
      vTaskDelay(2000);
      printf("hello World!\r\n");

}
}
static void AHT_Task(void* parameter)
{
   while (1)
{
      vTaskDelay(5000);
      printf("温湿度为：\r\n");

}
}

static void BSP_Init(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );

/* LED 初始化 */
LED_GPIO_Config();

/* 串口初始化 */
USART_Config();

}