【极海APM32F4xx Tiny】学习笔记04-移植FreeRTOS

只看该作者 · 2023-7-22 09:52

本帖最后由 chejia12 于 2023-7-22 09:53 编辑

4.移植FreeRTOS程序移植的代码：移植方法和stm32一样的哦模板工程 https://download.csdn.net/download/u010261063/87615750 1. 在工程下建议FreeRTOS文件夹在FreeRTOS文件夹下建立 src , port include 文件夹（src用于存放freertos源码，port文件夹存放内存和接口相关的文件,include 存放头文件） 2. 复制freertos/source文件夹下所有c文件复制到刚刚建立的freertos/src目录下 3. 复制FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSSourceportablex下的MemMang和RVDS文件夹复制到刚刚建立的port问价夹下 4. 将FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSSource文件夹include复制到建立的FreeRTOS文件夹下 5. 从FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSDemoCORTEX_STM32F103_Keil文件下的FreeRTOSConfig.h复制到FreeRTOS文件夹下 6. 修改原来的FreeRTOSConfig.h文件的内容：替换内容如下（该文件由野火提供，感谢野火）将该文件放到include文件夹内部 [url=]复制[/url] #ifndef FREERTOS_CONFIG_H#define FREERTOS_CONFIG_H//不同的芯片这个文件可能不一样哦#include "stm32f4xx.h"#include "stdio.h"//针对不同的编译器调用不同的stdint.h文件#if defined(__ICCARM__) \|\| defined(__CC_ARM) \|\| defined(__GNUC__) #include <stdint.h> extern uint32_t SystemCoreClock;#endif//断言#define vAssertCalled(char,int) printf("Error:%s,%d\r\n",char,int)#define configASSERT(x) if((x)==0) vAssertCalled(__FILE__,__LINE__)/************************************************************************ * FreeRTOS基础配置配置选项 ********************************************************************// 置1：RTOS使用抢占式调度器；置0：RTOS使用协作式调度器（时间片） * * 注：在多任务管理机制上，操作系统可以分为抢占式和协作式两种。 * 协作式操作系统是任务主动释放CPU后，切换到下一个任务。 * 任务切换的时机完全取决于正在运行的任务。 /#define configUSE_PREEMPTION 1//1使能时间片调度(默认式使能的)#define configUSE_TIME_SLICING 1 / 某些运行FreeRTOS的硬件有两种方法选择下一个要执行的任务： * 通用方法和特定于硬件的方法（以下简称“特殊方法”）。 * * 通用方法： * 1.configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 为 0 或者硬件不支持这种特殊方法。 * 2.可以用于所有FreeRTOS支持的硬件 * 3.完全用C实现，效率略低于特殊方法。 * 4.不强制要求限制最大可用优先级数目 * 特殊方法： * 1.必须将configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION设置为1。 * 2.依赖一个或多个特定架构的汇编指令（一般是类似计算前导零[CLZ]指令）。 * 3.比通用方法更高效 * 4.一般强制限定最大可用优先级数目为32 * 一般是硬件计算前导零指令，如果所使用的，MCU没有这些硬件指令的话此宏应该设置为0！ /#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1 / 置1：使能低功耗tickless模式；置0：保持系统节拍（tick）中断一直运行 * 假设开启低功耗的话可能会导致下载出现问题，因为程序在睡眠中,可用以下办法解决 * * 下载方法： * 1.将开发版正常连接好 * 2.按住复位按键，点击下载瞬间松开复位按键 * * 1.通过跳线帽将 BOOT 0 接高电平(3.3V) * 2.重新上电，下载 * * 1.使用FlyMcu擦除一下芯片，然后进行下载 * STMISP -> 清除芯片(z) /#define configUSE_TICKLESS_IDLE 0 / * 写入实际的CPU内核时钟频率，也就是CPU指令执行频率，通常称为Fclk * Fclk为供给CPU内核的时钟信号，我们所说的cpu主频为 XX MHz， * 就是指的这个时钟信号，相应的，1/Fclk即为cpu时钟周期； /#define configCPU_CLOCK_HZ (SystemCoreClock)//RTOS系统节拍中断的频率。即一秒中断的次数，每次中断RTOS都会进行任务调度#define configTICK_RATE_HZ (( TickType_t )1000)//可使用的最大优先级#define configMAX_PRIORITIES (32)//空闲任务使用的堆栈大小#define configMINIMAL_STACK_SIZE ((unsigned short)128) //任务名字字符串长度#define configMAX_TASK_NAME_LEN (16) //系统节拍计数器变量数据类型，1表示为16位无符号整形，0表示为32位无符号整形#define configUSE_16_BIT_TICKS 0 //空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1 //启用队列#define configUSE_QUEUE_SETS 0 //开启任务通知功能，默认开启#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 //使用互斥信号量#define configUSE_MUTEXES 0 //使用递归互斥信号量 #define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 0 //为1时使用计数信号量#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 0/ 设置可以注册的信号量和消息队列个数 /#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 10 #define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0 /************************************************************** FreeRTOS与内存申请有关配置选项 **************************************************************///支持动态内存申请#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1 //支持静态内存#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 0 //系统所有总的堆大小#define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(361024)) /************************************************************* FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项 ***********************************************************// 置1：使用空闲钩子（Idle Hook类似于回调函数）；置0：忽略空闲钩子 * * 空闲任务钩子是一个函数，这个函数由用户来实现， * FreeRTOS规定了函数的名字和参数：void vApplicationIdleHook(void )， * 这个函数在每个空闲任务周期都会被调用 * 对于已经删除的RTOS任务，空闲任务可以释放分配给它们的堆栈内存。 * 因此必须保证空闲任务可以被CPU执行 * 使用空闲钩子函数设置CPU进入省电模式是很常见的 * 不可以调用会引起空闲任务阻塞的API函数 /#define configUSE_IDLE_HOOK 0 / 置1：使用时间片钩子（Tick Hook）；置0：忽略时间片钩子 * * * 时间片钩子是一个函数，这个函数由用户来实现， * FreeRTOS规定了函数的名字和参数：void vApplicationTickHook(void ) * 时间片中断可以周期性的调用 * 函数必须非常短小，不能大量使用堆栈， * 不能调用以”FromISR" 或 "FROM_ISR”结尾的API函数 / /xTaskIncrementTick函数是在xPortSysTickHandler中断函数中被调用的。因此，vApplicationTickHook()函数执行的时间必须很短才行/#define configUSE_TICK_HOOK 0 //使用内存申请失败钩子函数#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0 / * 大于0时启用堆栈溢出检测功能，如果使用此功能 * 用户必须提供一个栈溢出钩子函数，如果使用的话 * 此值可以为1或者2，因为有两种栈溢出检测方法 /#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0 /***************************************************************** FreeRTOS与运行时间和任务状态收集有关的配置选项 *******************************************************************///启用运行时间统计功能#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 //启用可视化跟踪调试#define configUSE_TRACE_FACILITY 0 / 与宏configUSE_TRACE_FACILITY同时为1时会编译下面3个函数 * prvWriteNameToBuffer() * vTaskList(), * vTaskGetRunTimeStats()/#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 /***************************************************************** FreeRTOS与协程有关的配置选项 *****************************************************************///启用协程，启用协程以后必须添加文件croutine.c#define configUSE_CO_ROUTINES 0 //协程的有效优先级数目#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES ( 2 ) /******************************************************************* FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项 *******************************************************************/ //启用软件定时器#define configUSE_TIMERS 0 //软件定时器优先级#define configTIMER_TASK_PRIORITY (configMAX_PRIORITIES-1) //软件定时器队列长度#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10 //软件定时器任务堆栈大小#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH (configMINIMAL_STACK_SIZE2) /********************************************************** FreeRTOS可选函数配置选项 ********************************************************/#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 1 #define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1#define INCLUDE_vTaskDelete 1#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources 1#define INCLUDE_vTaskSuspend 1#define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1#define INCLUDE_vTaskDelay 1#define INCLUDE_eTaskGetState 1#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall 0//#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1//#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark 0//#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle 0/************************************************************** FreeRTOS与中断有关的配置选项 ***************************************************************/#ifdef __NVIC_PRIO_BITS #define configPRIO_BITS __NVIC_PRIO_BITS#else #define configPRIO_BITS 4 #endif//中断最低优先级#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15 //系统可管理的最高中断优先级#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5 #define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) ) / 240 /#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )/************************************************************* FreeRTOS与中断服务函数有关的配置选项 *************************************************************/#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler#define vPortSVCHandler SVC_Handler/ 以下为使用Percepio Tracealyzer需要的东西，不需要时将 configUSE_TRACE_FACILITY 定义为 0 /#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )#include "trcRecorder.h"#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1 // 启用一个可选函数（该函数被 Trace源码使用，默认该值为0 表示不用）#endif#endif / FREERTOS_CONFIG_H / 7. MDK开发环境里面新建 FreeRTOS/src 和 FreeRTOS/port 两个组文件夹* 8. 在src文件下添加FreeRTOS/src文件夹所c文件，port文件夹下添加内存分配文件heap_4.c文件和对应内核的port.c文件本次使用的mcu是M4的内核并且带有浮点运算单元
内核	文件路径	单片机
Context-M0	ARM_CM0下的port.c文件
Context-M3	ARM_CM3下的port.c文件	STM32F103
Context-M4	ARM_CM4F下的port.c文件	STM32F407/STM32F429
Context-M7	ARM_CM7下的port.c文件

因为N32G430 是基于M4的内核所以选择

9. 添加头文件路径[url=]复制[/url]

..\FreeRTOS
..\FreeRTOS\include
..\FreeRTOS\port\RVDS\ARM_CM3

10. 在中断处理文件 xxx_it.c 中就需要我们注释掉PendSV_Handler()与 SVC_Handler()这两个函数

11. 修改SysTick_Handler函数内容如下

主要是为freertos提供一个时间戳，为系统调度提供时基

中断集中处理文件***it.c文件头部添加[url=]复制[/url]

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

SysTick_Handler 修改如下[url=]复制[/url]

void SysTick_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
{
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
void xPortSysTickHandler( void );
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
HAL_IncTick();
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

12. 接下来就是创建一个任务启动调度器

包含头文件

[url=]复制[/url]

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

任务函数

[url=]复制[/url]
static TaskHandle_t ledtaskHandle=NULL;void LedTask1(void* parm){ for(;;) { //闪灯代码 led_toggle(LED0); vTaskDelay(100); }}static TaskHandle_t ledtaskHandle2=NULL;void LedTask2(void* parm){ for(;;) { //闪灯代码 led_toggle(LED1); vTaskDelay(1000); }}

创建并调度

[url=]复制[/url]

void test_freertos(void)
{
xTaskCreate(LedTask1,"led0",128,NULL,10,ledtaskHandle);
xTaskCreate(LedTask2,"led1",128,NULL,10,ledtaskHandle2);
vTaskStartScheduler();
}