STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序

喜欢ヅ旅行 2022-12-25 11:57 147阅读 0赞

### STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序 ###

*  一、 FreeRTOS简介
 *  二、 MDK下移植FreeRTOS
 *   *  2.1 资料获取
     *  2.2资料整理并导入STM32工程中
     *  2.4 主要代码
 *  三、 实现效果
 *  四、 总结
 *  五、 参考资料

# 一、 FreeRTOS简介 #

FreeRTOS是一个迷你的实时操作系统内核。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等，可基本满足较小系统的需要。[FreeRTOS-百度百科][FreeRTOS-]  
FreeRTOS是一款 “开源免费”的实时操作系统，遵循的是GPLv2+的许可协议。

# 二、 MDK下移植FreeRTOS #

## 2.1 资料获取 ##

FreeRTOS的源码和相应的官方书籍均可从官网[FreeRTOS][]获得。  
本实践源码版本是v9.0.0。  
百度网盘：[FreeRTOSv9.0.0][]提取码：yv8r

> **MemMang**:里面存放的是FreeRTOS自带的内存管理方案的源文件  
> FreeRTOS的源码**核心部分**是`tasks.c`和`list.c`

## 2.2资料整理并导入STM32工程中 ##

具体步骤请参考[FreeRTOS移植到STM32F103步骤与注意事项][FreeRTOS_STM32F103]

> PS:其中有IAR和MDK版，请在导入工程时仔细看清要求。  
> 下面我将按照上面博客进行再次配置文件。

1.  整理文件  
    ![在这里插入图片描述][20201203205510203.png]  
    按照以上博客删除到如上目录树即可。
2.  在正点原子提供的串口实验库函数的源代码基础上进行添加FreeRTOS工程。如下：

![在这里插入图片描述][20201201203803425.png]

> FreeRTOS\\tasks.c  
> FreeRTOS\\list.c  
> FreeRTOS\\portable\\Keil\\ARM\_CM3\\port.c  
> FreeRTOS\\portable\\MemMang\\heap\_4.c  
> 具体导入就是以上文件。

1.  添加头文件  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
2.  定义系统底层相关的函数  
    对startup\_stm32f10x.hd.s进行以下更改  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

> 用英文 `;` 进行相关注释。

1.  修改stm32f10x\_it.c文件  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

> 由于FreeRTOS对这几个中断的名称做了自己的定义，因此必须要重定义这几个函数才能正常进入中断，但这么做又会跟ST提供的stm32f10x\_it.c文件当中定义的中断相冲突，因此必须将stm32f10x\_it.c下对应的几个中断服务函数屏蔽掉，否则编译会提示函数重定义。

> 参考资料[freertos移植stm32 步骤分析][freertos_stm32]  
> 参考资料[FreeRTOS移植到STM32上的移植过程][FreeRTOS_STM32]

## 2.4 主要代码 ##

任务要求：  
在STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序，执行3个周期性task，具体任务不限，但建议如下：

*  task1，每间隔500ms闪烁（变化）一次LED；
 *  task2，每间隔2000ms，向串口发送一次指令数据“helloworld!"；
 *  task3，每间隔5000ms，从AHT20采集一次温湿度数据（不考虑硬件情况，仅写出整个多任务框架模拟代码）。
 *  main.c

void LedTask1(void* pvParameters)   //任务一：每间隔500ms闪烁（变化）一次LED
    {
        
    	while(1)
    	{
        
    		LED0=0;
    		printf("灯亮!\r\n");
    		vTaskDelay(500);
    		LED0=1;
    		printf("灯灭!\r\n");
    		vTaskDelay(500);
    	}
    }
    void USART_printfTask2(void* pvParameters)		//任务二：每间隔2000ms，向串口发送一次指令数据“helloworld!"
    {
        
    	while(1)
    	{
        
    		vTaskDelay(1000);
    		printf("Hello Windows!\r\n");
    	}
    }
    
    
    void AHT20Task3(void* pvParameters)			//任务三:每间隔5000ms，从AHT20采集一次温湿度数据
    {
        
     /*     由于没有硬件，以后更新            */
    }
     int main(void)
     {
        	
    	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
    
    	LED_Init();				//LED初始化
    	 uart_init(115200);		//UART初始化并设置波特率115200
    	//任务一：每间隔500ms闪烁（变化）一次LED 
    	xTaskCreate(LedTask1,	//任务函数指针
    				"LedTask1",	//任务名称
    				40,			//堆栈深度（字）
    				NULL,		//任务参数为空
    				1,			//任务优先级
    				NULL);		//任务句柄为空
    	 //任务二：每间隔2000ms，向串口发送一次指令数据“helloworld!"
    	 xTaskCreate(USART_printfTask2,
    				"LedTask1",
    				40,
    				NULL,
    				2,
    				NULL);
    	 //任务三:每间隔5000ms，从AHT20采集一次温湿度数据
    /*	 xTaskCreate(AHT20Task3,
    				"AHT20Task3",
    				40,
    				NULL,
    				3, 
    				NULL);*/
    	vTaskStartScheduler();	//启动任务调度器(操作系统开始运行〕
    		
    	 
    	while(1)
    	{
        
    		
    	}
     }

![在这里插入图片描述][20201201205045932.png]  
编译成功之后就可以进行烧录至STM32中并进行串口调试了。

# 三、 实现效果 #

![在这里插入图片描述][20201201210109580.gif]  
![在这里插入图片描述][2020120121022425.gif]  
以上就是LED闪烁和串口输出“Hello Windows！”实现效果。

# 四、 总结 #

通过此次实践学习，我初识了FreeRTOS多任务系统，并基本掌握了FreeRTOS的多任务的创建和实践。此次试验中我遇到了不少问题，特别感谢我的老师和同学对我的帮助，以及网上大佬们的资料。

# 五、 参考资料 #

\[1\]野火官方书籍《FreeRTOS内核实现与应用开发实战》  
\[2\][FreeRTOS移植到STM32F103步骤与注意事项][FreeRTOS_STM32F103]  
\[3\][freertos移植stm32 步骤分析][freertos_stm32]  
\[4\][FreeRTOS移植到STM32上的移植过程][FreeRTOS_STM32]

[FreeRTOS-]: https://baike.baidu.com/item/FreeRTOS/9786143?fr=aladdin
[FreeRTOS]: https://www.freertos.org/
[FreeRTOSv9.0.0]: https://pan.baidu.com/s/18tQf7WiXIS1_Ne-DCgbmhQ
[FreeRTOS_STM32F103]: http://www.openedv.com/thread-77593-1-1.html
[20201203205510203.png]: /images/20221120/4b1d9b431cb445a4a4e05c845064111a.png
[20201201203803425.png]: /images/20221120/78069b839b7845bea4f3e9d8bf092470.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/506aaa7dfde74a5b92a0e5601a207f62.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221120/dfa78db5640447829a4cf66cae49b26b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221120/6fd9803036974652bb6c0d1141d927e9.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1MjY0ODA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221120/1cda45bbf0ec475cb0f808bf0a2cfb1d.png
[freertos_stm32]: https://blog.csdn.net/fzf1996/article/details/89035075
[FreeRTOS_STM32]: https://www.cnblogs.com/listenscience/p/9377284.html
[20201201205045932.png]: /images/20221120/526dc931b5434309a67fc38307af4e7f.png
[20201201210109580.gif]: /images/20221120/036c96e7aa6f4028b8d78dc2a6ecfb24.png
[2020120121022425.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020120121022425.gif