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FreeRTOS移植到STM32

时间：2024-07-03 22:31:39浏览次数：1  
标签：Task FreeRTOS void STM32 任务 文件夹 源码 移植

　　本内容主要是讲解关于如果把FreeRTOS移植到STM32中去的操作。明白各部分的作用以及打通思路，具体操作按照下列进行相应的操作。

第一：早一个STM32的裸机程序

　　我们这里用的是STM32F103的芯片为例。

 二、去官网上下载FreeRTOS V9.0.0 源码

　　在移植之前，我们首先要获取到 FreeRTOS 的官方的源码包。这里我们提供两个下载 链 接 ， 一 个 是 官 网 ： http://www.freertos.org/ ， 另 外 一 个 是 代 码 托 管 网 站 ： https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/。虽然不是最新版本的源码包但是因为内核很稳定， 并且网上资料很多所以我们选用V9.0.0 版本

我们打开 FreeRTOS 的代码托管网站，就可以看到 FreeRTOS 的源码及其版本信息了， 具体见图

然后我们点开V9.0.0下载zip这个

然后我们进行解压完成后就会得到一个完整的Freertos源码包

 在FeerTOS这个文件包中间，含有多个文件夹。它们分别是Demo，Source这2个文件比较重要。

Demo

　　首先是Demo文件，它是FeerTOS例程和内核源码（这个文件是比较重要的）

FreeRTOS 文件夹下的 Demo 文件夹里面包含了 FreeRTOS 官方为各个单片机移植好的工程代码，FreeRTOS 为了 推广自己，会给各种半导体厂商的评估板写好完整的工程程序，这些程序就放在 Demo 这 个目录下，这部分 Demo 非常有参考价值。我们把 FreeRTOS 到 STM32 的时候， FreeRTOSConfig.h 这个头文件就是从这里拷贝过来的。所以这个文件里面的参考价值还是非常好的，可以帮助更好的使用。

Source

　　FreeRTOS 文件夹下的 Source 文件夹里面包含的是 FreeRTOS 内 核的源代码，我们移植 FreeRTOS 的时候就需要这部，其中还有我们需要的很多文件在下面的操作过程中我们也会提到。

 

 

三、往裸机工程添加 FreeRTOS 源码

　　首先我们应该在我们stm32的裸 机工 程模 板根 目录 下新 建一 个文 件夹， 命名 为 “FreeRTOS”，并且在 FreeRTOS 文件夹下新建两个空文件夹，分别命名为“src” 与“port”，src 文件夹用于保存 FreeRTOS 中的核心源文件，也就是我们常说的 ‘.c 文件’，port 文件夹用于保存内存管理以及处理器架构相关代码，这些代码 FreeRTOS 官方已经提供给我们的，直接使用即可，在前面已经说了，FreeRTOS 是软件，我们的开发版是硬件，软硬件必须有桥梁来连接，这些与处理器架构相 关的代码，可以称之为 RTOS 硬件接口层，它们位于 FreeRTOS/Source/Portable 文 件夹下。

 

1. 然后我们需要打开 FreeRTOS V9.0.0 源码，在“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source”目录下找到 所有的‘.c 文件’，将它们拷贝到我们新建的 src 文件夹中，

 

2.然后再打开 FreeRTOS V9.0.0 源码，在“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source\portable”目 录下找到“MemMang”文件夹与“RVDS”文件夹，将它们拷贝到我们新建的 port 文件夹中，

 

 

 

 

 

 

3. 打开 FreeRTOS V9.0.0 源码，在“FreeRTOSv9.0.0\ FreeRTOS\Source”目录下找到 “include”文件夹，它是我们需要用到 FreeRTOS 的一些头文件，将它直接拷贝 到我们新建的 FreeRTOS 文件夹中，完成这一步之后就可以看到我们新建的 FreeRTOS 文件夹已经有 3 个文件夹，这 3个文件夹就包含 FreeRTOS 的核心文件， 至此，FreeRTOS 的源码就提取完成，

 

 

 

 

4.拷贝 FreeRTOS 到裸机工程根目录

鉴于 FreeRTOS 容量很小，我们直接将刚刚提取的整个 FreeRTOS 文件夹拷贝到我们 的 STM32 裸机工程里面，让整个 FreeRTOS 跟随我们的工程一起发布，使用这种方法打包 的 FreeRTOS 工程，即使是将工程拷贝到一台没有安装 FreeRTOS 支持包（MDK 中有 FreeRTOS 的支持包）的电脑上面都是可以直接使用的，因为工程已经包含了 FreeRTOS 的 源码。

 

5.拷贝 FreeRTOSConfig.h 文件到 user 文件夹

FreeRTOSConfig.h 文件是 FreeRTOS 的工程配置文件，因为 FreeRTOS 是可以裁剪的 实时操作内核，应用于不同的处理器平台，用户可以通过修改这个 FreeRTOS 内核的配置 头文件来裁剪 FreeRTOS 的功能，所以我们把它拷贝一份放在 user 这个文件夹下面。 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，

 

 

三.添加 FreeRTOS 源码到工程组文件夹

1.在上一步我们只是将 FreeRTOS 的源码放到了本地工程目录下，还没有添加到开发环 境里面的组文件夹里面，FreeRTOS 也就没有移植到我们的工程中去。新建 FreeRTOS/src 和 FreeRTOS/port 组。

 

 

2.接下来我们在开发环境里面新建 FreeRTOS/src 和 FreeRTOS/port 两个组文件夹中，在 FreeRTOS/src 用于存放 src 文件夹的内容

 

 

3.FreeRTOS/port 用于存放 port\MemMang 文件夹 与 port\RVDS\ARM_CM？文件夹的内容，“？”表示 3、4 或者 7，具体选择哪个得看你 使用的是哪个型号的 STM32 开发板，如果是F3系列就拷贝port\RVDS\ARM_CM3F4系列就拷贝port\RVDS\ARM_CM4，然后我们将工程文件中 FreeRTOS 的内容添加到工程中去，按照已经新建的分组添加 我们的 FreeRTOS 工程源码。 在 FreeRTOS/port 分组中添加 MemMang 文件夹中的文件只需选择其中一个即可，我 们选择“heap_4.c”，这是 FreeRTOS 的一个内存管理源码文件。同时，需要根据自己的开 发板型号在 FreeRTOS\port\RVDS\ARM_CM?中选择，“？”表示 3、4 或者 7，具体选择 哪个得看你使用的是哪个型号的 STM32 开发板。

 

4.然后在 user 分组中添加我们 FreeRTOS 的配置文件“FreeRTOSConfig.h”，

 四.指定 FreeRTOS 头文件的路径

　　接下来我们需要指定FeerRTOS中文件的一些头文件，不然会报错

 

 

 

到这里后我们编译代码，还是会报错，我们还需要进行修改

 

  五.FreeRTOSConfig.h 文件修改

　　

　　FreeRTOSConfig.h 头文件的内容修改的不多，具体是：修改与对应开发板的头文件 ， 如果是使用野火 STM32F1 的开发板，则包含 F1 的头文件#include "stm32f10x.h"，同理是 使用了其它系列的开发板，则包含与开发板对应的头文件即可，

 

 

然后进行修改 stm32f10x_it.SysTick 中断服务函数是一个非常重要的函数，FreeRTOS 所有跟时间相关的事情都在 里面处理，SysTick 就是 FreeRTOS 的一个心跳时钟，驱动着 FreeRTOS 的运行，就像人的 心跳一样，假如没有心跳，我们就相当于“死了”，同样的，FreeRTOS 没有了心跳，那么 它就会卡死在某个地方，不能进行任务调度，不能运行任何的东西，因此我们需要实现一 个 FreeRTOS 的心跳时钟，FreeRTOS 帮我们实现了 SysTick 的启动的配置：在 port.c 文件 中已经实现 vPortSetupTimerInterrupt()函数，并且 FreeRTOS 通用的 SysTick 中断服务函数 也实现了：在 port.c 文件中已经实现 xPortSysTickHandler()函数，所以移植的时候只需要我 们在 stm32f10x_it.c 文件中实现我们对应（STM32）平台上的 SysTick_Handler()函数即可。 FreeRTOS 为开发者考虑得特别多，PendSV_Handler()与 SVC_Handler()这两个很重要的函 数都帮我们实现了，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，具体看一下代码

 

 

到这里我们就修改的差不多了

 

六.修改main.c里面的代码进行测试

 

　　在这里我创建了2个任务，一个是实现点灯的操作。一个是OLED屏幕显示数字的操作。大家可以根据自己的需要进行修改

/*
*************************************************************************
* 包含的头文件
*************************************************************************
*/
/* FreeRTOS头文件 */
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/* 开发板硬件bsp头文件 */
#include "LED.h"
#include "OLED.h"
/**************************** 任务句柄 ********************************/
/*
* 任务句柄是一个指针，用于指向一个任务，当任务创建好之后，它就具有了一个任务句柄
* 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄，如果是自身的任务操作自己，那么
* 这个句柄可以为NULL。
*/
/* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
/* LED任务句柄 */
static TaskHandle_t LED_Task_Handle = NULL;
/* OLED任务句柄 */
static TaskHandle_t OLED_Task_Handle = NULL;

/********************************** 内核对象句柄 *********************************/
/*
* 信号量，消息队列，事件标志组，软件定时器这些都属于内核的对象，要想使用这些内核
* 对象，必须先创建，创建成功之后会返回一个相应的句柄。实际上就是一个指针，后续我
* 们就可以通过这个句柄操作这些内核对象。
*
* 内核对象说白了就是一种全局的数据结构，通过这些数据结构我们可以实现任务间的通信，
* 任务间的事件同步等各种功能。至于这些功能的实现我们是通过调用这些内核对象的函数
* 来完成的
*
*/


/******************************* 全局变量声明 ************************************/
/*
* 当我们在写应用程序的时候，可能需要用到一些全局变量。
*/


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

static void LED_Task(void* pvParameters);/* LED_Task任务实现 */

static void OLED_Task(void* pvParameters);/* LED_Task任务实现 */

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

/*****************************************************************
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
* @note 第一步：开发板硬件初始化
第二步：创建APP应用任务
第三步：启动FreeRTOS，开始多任务调度
****************************************************************/
int main(void)
{
/* 开发板硬件初始化 */
BSP_Init();

/* 创建AppTaskCreate任务 */
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 */

vTaskStartScheduler(); /* 启动任务，开启调度 */

}


/***********************************************************************
* @ 函数名 ： AppTaskCreate
* @ 功能说明： 为了方便管理，所有的任务创建函数都放在这个函数里面
* @ 参数 ： 无
* @ 返回值 ： 无
**********************************************************************/
static void AppTaskCreate(void)
{
taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区

/* 创建LED_Task任务 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )LED_Task, /* 任务入口函数 */
(const char* )"LED_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* )&LED_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */

/* 创建OLED_Task任务 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )OLED_Task, /* 任务入口函数 */
(const char* )"OLED_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* )&OLED_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */

vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务

taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
}

 

/**********************************************************************
* @ 函数名 ： LED_Task
* @ 功能说明： LED_Task任务主体
* @ 参数 ：
* @ 返回值 ： 无
********************************************************************/
static void LED_Task(void* parameter)
{
while (1)
{
LED1_ON();
vTaskDelay(500); /* 延时500个tick */
LED1_OFF();
vTaskDelay(500); /* 延时500个tick */
}
}

/**********************************************************************
* @ 函数名 ： LED_Task
* @ 功能说明： LED_Task任务主体
* @ 参数 ：
* @ 返回值 ： 无
********************************************************************/
static void OLED_Task(void* parameter)
{
while (1)
{ static uint8_t A=0;
OLED_ShowNum(2, 1, A,2);
A=A++;
vTaskDelay(98); /* 延时500个tick */
}
}

/***********************************************************************
* @ 函数名 ： BSP_Init
* @ 功能说明： 板级外设初始化，所有板子上的初始化均可放在这个函数里面
* @ 参数 ：
* @ 返回值 ： 无
*********************************************************************/
static void BSP_Init(void)
{
/*
* STM32中断优先级分组为4，即4bit都用来表示抢占优先级，范围为：0~15
* 优先级分组只需要分组一次即可，以后如果有其他的任务需要用到中断，
* 都统一用这个优先级分组，千万不要再分组，切忌。
*/
NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );

/* LED 初始化 */
LED_Init();
/* OLED 初始化 */
OLED_Init();

}

/********************************END OF FILE****************************/

 

注意这里我使用的是标准库，代码逻辑是这样大家可以根据自己的需求进行修改

 

 

声明：本文引用博主的一部分解释，加上自己的理解整理出来的，为了自己对这方面知识的加深。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_61672347/article/details/125529482

 

标签：Task,FreeRTOS,void,STM32,任务,文件夹,源码,移植
From： https://www.cnblogs.com/zfcm-0117-12/p/18281654

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