FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结

文章目录

  • Demo下载
    • 1.获取FreeRTOS源码
    • 2.代码移植
    • 3.工程配置
    • 4.修错改错
    • 5.中断链接
    • 6.运行代码
    • 7.使用案例

Demo下载

1.获取FreeRTOS源码

点击获取FreeRTOS源码
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第1张图片
源码下载后可直接解压:如下系列图所示结构。
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第2张图片
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第3张图片
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第4张图片
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第5张图片

2.代码移植

总的来说,我们移植所需要的紧紧是FreeRTOS/Source 下的相关文件,可参考的是FreeRTOS/Demo下的相关例程。

这里我们直接在我们需要跑系统的源码例程根目录新建一个FreeRTOS的目录用来存放移植相关的文件,如图:
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第6张图片
我们直接将上面提到的FreeRTOS/Source目录拷贝过来,也不进行具体文件的分析,后续在keil工程中直接导入需要的相关文件即可,若要明白相关移植文件的具体作用可参考章末的两篇参考链接,写的都挺详细。
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第7张图片

3.工程配置

这里可以看到移植后的工程目录结果如下所示:
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第8张图片
将FreeRTOS相关头文件目录包含进工程:
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第9张图片
到这里,编译应该会报错FreeRTOSConfig.h 找不到,这个文件可以在刚刚看到的Demo文件下的任意一个例程里去拷一个,拷贝过来可能要做对应的修改,该头文件对裁剪整个FreeRTOS所需的功能的宏均做了定义,有些宏定义被使能,有些宏定义被失能,一开始我们只需要配置最简单的功能即可。
这里简单介绍下(小插曲):

#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 
    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					  1    

//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						    1    

//使用递归互斥信号量                                            
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES			1   

//为1时使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES		1

/* 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				            1                              
//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	     1
//#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 */

至此,编译应该可能正常通过了。

4.修错改错

若到这步,还有相关错误,可自行查看日志进行修错改错,一般都是文件找不到,什么没有定义之类的。可按图索骥进行去错。

5.中断链接

到这里,编译确认无错,能够完成编译,运行代码可能看到会不生效的现象,这里还有一步需要完成,因为使用了FreeRTOS,那么就需要将裸机的中断挂接到OS中来。具体修改在芯片的启动文件中,汇编语言编写,如图:
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第10张图片
该文件具体修改如下:

//新增
                IMPORT xPortPendSVHandler
                IMPORT xPortSysTickHandler
                IMPORT vPortSVCHandler

//修改
                DCD     PendSV_Handler            ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler           ; SysTick Handler
//至
                DCD     xPortPendSVHandler            ; PendSV Handler
                DCD     xPortSysTickHandler           ; SysTick Handler

FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第11张图片
FM33LC02X FreeRTOS MDK 移植记录总结_第12张图片

6.运行代码

至此,代码应该可以顺利运行了,并且是运行于FreeRTOS系统之上。若至此还有相关错误,切记看错误日志和善利搜索引擎。

7.使用案例


#include "featureCtlVaule.h"

ErrorStatus IWDT_Init(void)
{
    LL_IWDT_InitTypeDef IWDT_InitStruct;
    /* 默认不使用窗口 */
    IWDT_InitStruct.IwdtWindows    = 0;
    /*最长溢出时间*/
    IWDT_InitStruct.OverflowPeriod = LL_IWDT_IWDT_OVERFLOW_PERIOD_8000MS;
    return LL_IWDT_Init(IWDT, &IWDT_InitStruct);
}

void IWDT_Clr(void)
{
  LL_IWDG_ReloadCounter(IWDT);
}

#if 0
int main(void)
{
    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    /* SHOULD BE KEPT!!! */
    MF_Clock_Init();
    
    /* Configure the system clock */
    /* SHOULD BE KEPT!!! */
    MF_SystemClock_Config();
    
    /* Initialize all configured peripherals */
    /* SHOULD BE KEPT!!! */
    MF_Config_Init();

    IWDT_Init();//看门狗
    UserInit();
//    SystemInit();


    while(1)
    {
        IWDT_Clr();             //清系统看门狗	
        LED0_TOG();
        LED1_TOG();
        DelayMs(500);
    }
}
#else

#define START_TASK_PRIO     1
#define START_STK_SIZE      128
TaskHandle_t StartTask_Handler;

void start_task(void *pvParameters);
 
#define LED0_TASK_PRIO      2
#define LED0_STK_SIZE       50
TaskHandle_t LED0Task_Handler;
void led0_task(void *pvParameters);
 
#define LED1_TASK_PRIO      3
#define LED1_STK_SIZE       50
TaskHandle_t LED1Task_Handler;
void led1_task(void *pvParameters);

int main(void)
{
    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    /* SHOULD BE KEPT!!! */
    MF_Clock_Init();
    
    /* Configure the system clock */
    /* SHOULD BE KEPT!!! */
    MF_SystemClock_Config();
    
    /* Initialize all configured peripherals */
    /* SHOULD BE KEPT!!! */
    MF_Config_Init();

    IWDT_Init();//看门狗
    UserInit();
    Uartx_Init(UART0);
    KEY_GPIO_Init();
//    SystemInit();
    printf("FreeRTOS CDBLE!");

    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,
                (const char*    )"start_task",
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);
    vTaskStartScheduler();
}
 
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();

    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);

    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);
    taskEXIT_CRITICAL(); 
}

void led0_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        printf(" Task 0 \r\n");
        LED0_TOG();
        vTaskDelay(500);
        IWDT_Clr();
    }
}

void led1_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        LED1_TOG();
        printf(" Task 1_1 \r\n");
        vTaskDelay(200);
        printf(" Task 1_2 \r\n");
        vTaskDelay(800);
        IWDT_Clr();
    }
}
#endif

参考:
第一节:FreeRTOS (MDK)系统移植 (详细)
超详细的FreeRTOS移植全教程——基于srm32

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