FreeRTOS学习01_移植FreeRTOS到STM32（图文详解）

移植FreeRTOS到STM32

1、前言
2、获取 STM32 的裸机工程模板
3、下载 FreeRTOS V9.0.0 源码
4、FreeRTOS文件夹内容简介
5、移植FreeRTOS
5.1 更改STM32工程模板文件夹名字
5.2 提取FreeRTOS最简源码
5.3 拷贝 FreeRTOSConfig.h 文件到 user 文件夹
5.4 添加 FreeRTOS 源码到工程组文件夹
5.5 指定 FreeRTOS 头文件的路径
5.6 修改FreeRTOSConfig.h文件
5.7 修改main函数
6、仓库地址
6、总结

1、前言

记录一下移植FreeRTOS到STM32的过程，方便自己日后回顾，也可以给有需要的人提供帮助。每个目录都是知识点，大家可以按照目录逐步浏览，也可以点击目录跳转到所需部分。

2、获取 STM32 的裸机工程模板

我是直接使用野火 STM32 开发板配套的固件库例程中的GPIO 输出—使用固件库点亮 LED工程模板，有需要可以私信我，我也会把这个工程放到仓库里，，也可以去仓库里下载

在这里插入图片描述

3、下载 FreeRTOS V9.0.0 源码

可以通过官网和代码托管网站下载，也可以下载我仓库里面的，下载V9.0.0版本就可以，下面的图片是代码托管网站的下载步骤

官网
代码托管网站
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点击进去后下载zip文件

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4、FreeRTOS文件夹内容简介

解压zip文件后，有下列的文件，FreeRTOS-Plus文件夹是一些第三方的产品

在这里插入图片描述

FreeRTOS文件夹下有下列文件夹

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Source文件夹：存放内核源码，最重要的文件夹Demo文件夹：各种开发平台的完整Demo，开发者可以方便的以此搭建出自己的项目，甚至直接使用。License文件夹：这里面只有一个许可文件“license.txt”，用FreeRTOS做产品的话就需要看看这个文件。

点击进去Source文件夹

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include文件夹：FreeRTOS 的通用的头文件portable文件夹：与编译器相关的文件，keil编译环境，使用RVDS文件夹

5、移植FreeRTOS

5.1 更改STM32工程模板文件夹名字

把固件库点灯那个文件夹名字改为移植FreeRTOS模板

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5.2 提取FreeRTOS最简源码

在移植FreeRTOS模板文件夹下新建一个FreeRTOS文件夹，再在FreeRTOS文件夹下创建一个src文件夹，用于存放源码。

在这里插入图片描述

把FreeRTOS文件夹下的所有.c文件到src文件夹下

在这里插入图片描述

再新建一个port文件夹，把源码中的RVDS和MemMang文件夹放到port文件夹下

在这里插入图片描述

再把FreeRTOS源码下的include文件夹复制到模板文件夹下

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5.3 拷贝 FreeRTOSConfig.h 文件到 user 文件夹

打开 FreeRTOSv9.0.0 源码，在“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Demo”文件夹下面找到 “ CORTEX_STM32F103_Keil ” 这个文件夹，双击打开，在其根目录下找到这个 “FreeRTOSConfig.h”文件，然后拷贝到我们工程的 user 文件夹下即可

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5.4 添加 FreeRTOS 源码到工程组文件夹

打开工程，创建建 FreeRTOS/src 和 FreeRTOS/port 两个组文件夹，再把相关文件添加进去

在这里插入图片描述

注：port\RVDS\ARM_CM文件夹，根据自己的开发板选择相应的文件夹，比如我的是STM32F103VET6，就选择port\RVDS\ARM_CM3

把FreeRTOSConfig.h添加到USER分组下

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5.5 指定 FreeRTOS 头文件的路径

将FreeRTOS\include 和FreeRTOS\port\RVDS\ARM_CM3路径添加到开发环境中

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5.6 修改FreeRTOSConfig.h文件

用野火的指南者FreeRTOSConfig.h文件替换掉源码的FreeRTOSConfig.h文件

野火指南着FreeRTOSConfig.h文件代码

/*FreeRTOS V9.0.0 - Copyright (C) 2016 Real Time Engineers Ltd.All rights reservedVISIT http://www.FreeRTOS.org TO ENSURE YOU ARE USING THE LATEST VERSION.This file is part of the FreeRTOS distribution.FreeRTOS is free software; you can redistribute it and/or modify it underthe terms of the GNU General Public License (version 2) as published by theFree Software Foundation >>>> AND MODIFIED BY <<<< the FreeRTOS exception.***************************************************************************>>!   NOTE: The modification to the GPL is included to allow you to     !<<>>!   distribute a combined work that includes FreeRTOS without being   !<<>>!   obliged to provide the source code for proprietary components     !<<>>!   outside of the FreeRTOS kernel.                                   !<<***************************************************************************FreeRTOS is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANYWARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESSFOR A PARTICULAR PURPOSE.  Full license text is available on the followinglink: http://www.freertos.org/a00114.html****************************************************************************                                                                       **    FreeRTOS provides completely free yet professionally developed,    **    robust, strictly quality controlled, supported, and cross          **    platform software that is more than just the market leader, it     **    is the industry's de facto standard.                               **                                                                       **    Help yourself get started quickly while simultaneously helping     **    to support the FreeRTOS project by purchasing a FreeRTOS           **    tutorial book, reference manual, or both:                          **    http://www.FreeRTOS.org/Documentation                              **                                                                       ****************************************************************************http://www.FreeRTOS.org/FAQHelp.html - Having a problem?  Start by readingthe FAQ page "My application does not run, what could be wrong?".  Have youdefined configASSERT()?http://www.FreeRTOS.org/support - In return for receiving this top qualityembedded software for free we request you assist our global community byparticipating in the support forum.http://www.FreeRTOS.org/training - Investing in training allows your team tobe as productive as possible as early as possible.  Now you can receiveFreeRTOS training directly from Richard Barry, CEO of Real Time EngineersLtd, and the world's leading authority on the world's leading RTOS.http://www.FreeRTOS.org/plus - A selection of FreeRTOS ecosystem products,including FreeRTOS+Trace - an indispensable productivity tool, a DOScompatible FAT file system, and our tiny thread aware UDP/IP stack.http://www.FreeRTOS.org/labs - Where new FreeRTOS products go to incubate.Come and try FreeRTOS+TCP, our new open source TCP/IP stack for FreeRTOS.http://www.OpenRTOS.com - Real Time Engineers ltd. license FreeRTOS to HighIntegrity Systems ltd. to sell under the OpenRTOS brand.  Low cost OpenRTOSlicenses offer ticketed support, indemnification and commercial middleware.http://www.SafeRTOS.com - High Integrity Systems also provide a safetyengineered and independently SIL3 certified version for use in safety andmission critical applications that require provable dependability.*/#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart.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)(36*1024))    /***************************************************************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_SIZE*2)    /************************************************************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 */

缺少usart文件，找到野火标准库的串口文件夹

在这里插入图片描述

按照下面这个目录找到usart这两个文件

在这里插入图片描述

在工程模板下的User文件夹下创建个usart文件夹，再把这两个文件复制到usart文件夹下

在这里插入图片描述

把usart文件添加到工程下

在这里插入图片描述

再把usart文件夹目录添加进去

在这里插入图片描述

在 port.c 文件中已经实现 xPortPendSVHandler()与 vPortSVCHandler() 函数，防止我们自己实现不了，那么在 stm32f10x_it.c 中就需要我们注释掉 PendSV_Handler()与 SVC_Handler()这两个函数了

在这里插入图片描述

编译后0错误0警告，移植成功

在这里插入图片描述

修改stm32f10x_it.c文件下的SysTick_Handler()函数

void xPortSysTickHandler( void );void SysTick_Handler(void)
{#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  == 1 )if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED){#endif  /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */  xPortSysTickHandler();#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  == 1 )}#endif  /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}