IOT操作系统开发1

  • 物联网操作系统的引入
  • 主流物联网操作系统
  • 前台代码结构存在的问题
  • 物联网操作系统工作原理
  • 物联网操作系统移植
  • FREEROTS操作系统移植到STM32简单LED500ms闪烁代码


物联网操作系统的引入

1.所有的物联网操作系统都是由之前的嵌入式操作系统延伸而来 物联网操作系统包含嵌入式操作系统, 除了内核还有一些操作组件例如协议栈等,
2. 如何胜任使用物联网操作系统只需要了解内核的应用,原理弄清楚即可
3.操作系统一句话总结,对象(提供应用接口开发),提供硬件层面的管理(时钟外设等)

主流物联网操作系统

Ucosii& Ucosiii

官网:https://www.micrium.com/

iot自助设备服务平台 iot自助设备服务平台官网_物联网


FreeRTOS

官网:https://www.freertos.org/

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VxWork

官网:http://www.windriver.com.cn/

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国际嵌入式/物联网操作系统排行

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国内操作系统

AliOS Things

官网:http://www.alios.cn/

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HUWEI LiteOS

官网:http://www.alios.cn/

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RT-Thred

官网:http://www.rt-thread.org

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物联网操作系统如何选型

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企业用人需求

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前台代码结构存在的问题

之所以产生操作系统是因为裸机开发会产生一些问题

什么是前后台代码结构:

1.前台是指中断的处理函数

2.后台是指main函数

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前后台代码存在的问题

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问题的原因及解决方案

问题的原因

只有一个CPU,同一时刻智能处理一件事情,按照顺序进行执行

当系统中有很多事情要处理时,每个功能模块都存在相关联性

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并行,用状态机,引入OS提供并行运行机制,多任务并发

物联网操作系统工作原理

物联网操作系统核心RTOS
什么是RTOS
RTOS全称为:Real Time OS,就是实时操作系统,强调的是:实时性。实时操作系统又分为硬实时和软实时。硬实时要求在规定的时间内必须完成操作 ,硬实时系统不允许超时,在软实时里面处理过程超时的后果就没有那么严格。

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RTOS核心就是任务调度

RTOS工作原理

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时间片抢占机制

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RTOS特点

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物联网操作系统移植

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内存管理接口,硬件操作平台接口
GPIO配置高电平HIGHT
系统时钟配置最大选择外部时钟晶振
SYS选择SW开启串行总线接口选择TIM1定时器

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选择第三方组件FREEROTS

任务名称函数名更改

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FREEROTS操作系统移植到STM32简单LED500ms闪烁代码

main函数里不需要写任何函数,只需要在freertos.c里写即可.

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * File Name          : freertos.c
  * Description        : Code for freertos applications
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>© Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * This software component is licensed by ST under Ultimate Liberty license
  * SLA0044, the "License"; You may not use this file except in compliance with
  * the License. You may obtain a copy of the License at:
  *                             www.st.com/SLA0044
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Variables */

/* USER CODE END Variables */
/* Definitions for LedTask */
osThreadId_t LedTaskHandle;
const osThreadAttr_t LedTask_attributes = {
  .name = "LedTask",
  .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
  .stack_size = 128 * 4
};

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes */

/* USER CODE END FunctionPrototypes */

void Led_Task(void *argument);

void MX_FREERTOS_Init(void); /* (MISRA C 2004 rule 8.1) */

/**
  * @brief  FreeRTOS initialization
  * @param  None
  * @retval None
  */
void MX_FREERTOS_Init(void) {
  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* creation of LedTask */
  LedTaskHandle = osThreadNew(Led_Task, NULL, &LedTask_attributes);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_EVENTS */
  /* add events, ... */
  /* USER CODE END RTOS_EVENTS */

}

/* USER CODE BEGIN Header_Led_Task */
/**
  * @brief  Function implementing the LedTask thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_Led_Task */
void Led_Task(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN Led_Task */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		//GPIOF->BSRR=(1<<23);//点亮 库函数版HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
		//GPIOF->BSRR=(1<<7);//熄灭  库函数版HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET);
		HAL_GPIO_WritePin(Led6_GPIO_Port, Led6_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        osDelay(500);//1ms时基
		HAL_GPIO_WritePin(Led6_GPIO_Port, Led6_Pin, GPIO_PIN_SET);
		osDelay(500);//1ms时基
  }
  /* USER CODE END Led_Task */
}

/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application */

/* USER CODE END Application */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

main.c

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
void MX_FREERTOS_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Init scheduler */
  osKernelInitialize();  /* Call init function for freertos objects (in freertos.c) */
  MX_FREERTOS_Init();
  /* Start scheduler */
  osKernelStart();

  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

 /**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note   This function is called  when TIM1 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM1) {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/