stress 移植移植freertos

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mob64ca1403c772 2024-08-30 22:32:54

文章标签 stress 移植 stm32 RTOS 系统移植头文件 文章分类 架构后端开发

最近按照正点原子教程开始学习FreeRTOS，发现其手册的移植教程中有些地方可能不是那么详细，在此基于正点原子做一期最完整的FreeRTOS移植教程给大家。

小b将本次教程整理的资料放在网盘，以下链接供各位小伙伴下载和学习：
链接：https://pan.baidu.com/s/1z74dzFtQ198XLJwYhOVWlw
提取码：rson

打开FreeRTOS.exe文件，等待些许时间获取FreeRTOS源码

stress 移植移植freertos_RTOS

拷贝库函数一个最简单的跑马灯实验工程作为待移植工程文件，并在基础工程中新建一个名为 FreeRTOS 的文件夹

stress 移植移植freertos_stress 移植_02

创建FreeRTOS文件夹之后将步骤1获取到的FreeRTOS文件下的FreeRTOSv9.0.0->FreeRTOS->Source中的全部文件全部拷贝到创建文件夹下

stress 移植移植freertos_stm32_03

其中为了工程轻简，protable文件夹下只留下以下三个文件夹：

stress 移植移植freertos_stress 移植_04

用keil打开工程文件，点击所示图标新建两个分组FreeRTOS_CORE 和 FreeRTOS_PORTABLE

stress 移植移植freertos_stress 移植_05

创建成功后左边工程栏出现对应两个分组，双击添加对应的文件如下图所示，其中FreeRTOS_CORE中的文件为源码直接打开可看到的.c文件，FreeRTOS_PORTABLE中的文件为port.c 是 RVDS 文件夹下的 ARM_CM3 中的文件，因为 STM32F103 是 Cortex-M3 内核的，因此要选择 ARM_CM3 中的 port.c 文件，heap_4.c 是 MemMang 文件夹中的，因为heap_4 提供了一个最优的匹配算法，选择heap_4相关API进行内存管理。

stress 移植移植freertos_stress 移植_06

添加完FreeRTOS源码中的.c文件，接下来添加相应头文件的路径。点击如下图标进行设置：

stress 移植移植freertos_系统移植_07

编译，发现缺少FreeRTOSConfig.h,他是FreeRTOS 的配置文件，一般的操作系统都有裁剪、配置功能，而这些裁剪及配置都是通过一个文件来完成的，基本都是通过宏定义来完成对系统的配置和裁剪的。可以到FreeRTOS的demo里面相关的，但是不同硬件和环境配置不同，本操作采用正点原子的板子，直接拷贝一份正点原子STM32的FreeRTOSConfig.h到FreeRTOS的include目录下，再次进行编译
编译结果有错误，打开USER的system_stm32f0x_it.c，将以下报错两个函数屏蔽掉，编译成功

stress 移植移植freertos_RTOS_08

修改sys.h文件
在 sys.h 文件里面用宏 SYSTEM_SUPPORT_OS 来定义是否使用 OS，我们使用了 FreeRTOS，所以应该将宏 SYSTEM_SUPPORT_OS 改为 1。

stress 移植移植freertos_系统移植_09

更改delay.c
delay.c需要修改比较多地方
函数 SysTick_Handler()：

extern void xPortSysTickHandler(void);

//systick中断服务函数,使用ucos时用到
void SysTick_Handler(void)
{	
    if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行
    {
        xPortSysTickHandler();	
    }
}

delay_init()函数：

//初始化延迟函数
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟，基础例程里面SYSTICK时钟频率为AHB/8
//这里为了兼容FreeRTOS，所以将SYSTICK的时钟频率改为AHB的频率！
//SYSCLK:系统时钟频率
void delay_init()
{
	u32 reload;
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);//选择外部时钟  HCLK
	fac_us=SystemCoreClock/1000000;				//不论是否使用OS,fac_us都需要使用
	reload=SystemCoreClock/1000000;				//每秒钟的计数次数 单位为M  
	reload*=1000000/configTICK_RATE_HZ;			//根据configTICK_RATE_HZ设定溢出时间
												//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合0.233s左右	
	fac_ms=1000/configTICK_RATE_HZ;				//代表OS可以延时的最少单位	   

	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;   	//开启SYSTICK中断
	SysTick->LOAD=reload; 						//每1/configTICK_RATE_HZ秒中断一次	
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;   	//开启SYSTICK    
}

剩下三个函数都是延时函数：

//延时nus
//nus:要延时的us数.	
//nus:0~204522252(最大值即2^32/fac_us@fac_us=168)	    								   
void delay_us(u32 nus)
{		
	u32 ticks;
	u32 told,tnow,tcnt=0;
	u32 reload=SysTick->LOAD;				//LOAD的值	    	 
	ticks=nus*fac_us; 						//需要的节拍数 
	told=SysTick->VAL;        				//刚进入时的计数器值
	while(1)
	{
		tnow=SysTick->VAL;	
		if(tnow!=told)
		{	    
			if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;	//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
			else tcnt+=reload-tnow+told;	    
			told=tnow;
			if(tcnt>=ticks)break;			//时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
		}  
	};										    
}  
//延时nms
//nms:要延时的ms数
//nms:0~65535
void delay_ms(u32 nms)
{	
	if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行
	{		
		if(nms>=fac_ms)						//延时的时间大于OS的最少时间周期 
		{ 
   			vTaskDelay(nms/fac_ms);	 		//FreeRTOS延时
		}
		nms%=fac_ms;						//OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时    
	}
	delay_us((u32)(nms*1000));				//普通方式延时
}

//延时nms,不会引起任务调度
//nms:要延时的ms数
void delay_xms(u32 nms)
{
	u32 i;
	for(i=0;i<nms;i++) delay_us(1000);
}

注意：delay_ms函数改完之后和头文件声明的不对应，需要到头文件delay.h更改下u16改成u32

最后，不要忘记将”includes.h”换成头文件”FreeRTOS.h”，并添加其他头文件如下图所示

stress 移植移植freertos_stm32_10

其他无关的程序如：

#if SYSTEM_SUPPORT_OS							//如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS).
#ifdef 	OS_CRITICAL_METHOD						//OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII	...
...
	OSTimeDly(ticks);							//UCOSII延时
#endif 
}

都可以删掉了。

更改usart.c
usart.c 文件有两部分要修改，一个是添加 FreeRTOS.h 头文件，默认是添加的 UCOS 中的 includes.h 头文件，修改以后如下：

另外一个就是 USART1 的中断服务函数，在使用 UCOS 的时候进出中断的时候需要添加 OSIntEnter()和 OSIntExit()，使用 FreeRTOS 的话就不需要了，所以将这两行代码删除掉，修改以后如下：

void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
{
	u8 Res;

	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
		{
		Res =USART_ReceiveData(USART1);	//读取接收到的数据
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
			{
			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
				{
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
				}
			else //还没收到0X0D
				{	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
					{
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	  
					}		 
				}
			}   		 
     } 
}

直接将以下代码替换到main.c中的全部程序，编译烧录到板子中，有跑马灯现象证明成功。（本次实验使用的是战舰版，如果使用其他板可能需要稍作调整）

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/************************************************
 ALIENTEK 战舰STM32F103开发板 FreeRTOS实验2-1

************************************************/

//任务优先级
#define START_TASK_PRIO		1
//任务堆栈大小	
#define START_STK_SIZE 		128  
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);

//任务优先级
#define LED0_TASK_PRIO		2
//任务堆栈大小	
#define LED0_STK_SIZE 		50  
//任务句柄
TaskHandle_t LED0Task_Handler;
//任务函数
void led0_task(void *pvParameters);

//任务优先级
#define LED1_TASK_PRIO		3
//任务堆栈大小	
#define LED1_STK_SIZE 		50  
//任务句柄
TaskHandle_t LED1Task_Handler;
//任务函数
void led1_task(void *pvParameters);

int main(void)
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4	 
	delay_init();	    				//延时函数初始化	  
	uart_init(115200);					//初始化串口
	LED_Init();		  					//初始化LED
	 
	//创建开始任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄              
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}

//开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
    //创建LED0任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led0_task,     	
                (const char*    )"led0_task",   	
                (uint16_t       )LED0_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )LED0_TASK_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&LED0Task_Handler);   
    //创建LED1任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led1_task,     
                (const char*    )"led1_task",   
                (uint16_t       )LED1_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )LED1_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&LED1Task_Handler);         
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}

//LED0任务函数 
void led0_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        LED0=~LED0;
        vTaskDelay(500);
    }
}   

//LED1任务函数
void led1_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        LED1=0;
        vTaskDelay(200);
        LED1=1;
        vTaskDelay(800);
    }
}

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