FreeRTOS-stm32f407移植
FreeRTOS-stm32f407移植
- 需要准备的内容
- FreeRTOS移植步骤
- 1、添加FreeRTOS源码
- 1.1复制源码内容
- 1.2删除portable文件夹下的部分内容
- 2、向工程分组中添加文件
- 3、添加相应的头文件路径
- 3.1、添加FreeRTOSConfig.h文件
- 3.2、定义 SystemCoreClock
- 3.3、修改重复定义函数
- 3.4、关闭相关函数功能
- 4、修改SYSTEM文件
- 4.1 修改sys.h文件
- 4.2 修改usart.c文件
- 4.3修改delay.c文件
- 4.3.1 SysTick_Handler()修改
- 4.3.2 delay_init()修改
- 4.3.3 修改三个延时函数
- 4.3.4 去掉 SysTick_Handler 的重复定义
- 5、done
- 移植验证
- 1、目的
- 2、设计
- 3、代码
- 4、测试
需要准备的内容
- 一个stm32f407的基础工程
- FreeRTOS 系统源码
FreeRTOS移植步骤
1、添加FreeRTOS源码
1.1复制源码内容
在基础工程中新建一个名为FreeRTOS的文件夹
FreeRTOS的源码 路径为
放入后如下图
1.2删除portable文件夹下的部分内容
其中的portable文件夹下的内容有些可以删掉
有这么多内容
只需要留下Keil、MenMang、RVDS这个三个文件夹，其它的都可以删掉
处理后如下
2、向工程分组中添加文件
打开工程，新建分组FreeRTOS_CORE和FreeRTOS_PORTABLE,然后向这两个组中添加文件
在 FreeRTOS_CORE 的组中添加的文件就在工作新建的FreeRTOS的文件夹下，如下添加就行
在 FreeRTOS_PORTABLE 组下添加 port.c文件和heap_4.c文件
poct.c文件选择：
stm32f407是Cortex-M4内核并且带有FPU。poct.c在 portabl/RVDS 文件夹下，该文件夹下有ARM的不同内核的文件夹，因为是stm32f407顾选择ARM_CM4F的文件夹下的poct.c
heap_4.c文件选择：
该文件位置在 portabl/MemMang 文件夹下（MemMang是内存管理相关的），下面有
有5个文件，是5种内存管理的方法。实现原理不同，各有利弊
添加完工程如下图
3、添加相应的头文件路径
添加完FreeRTOS源码中的C文件以后还要添加FreeRTOS源码的头文件路径。
添加下面两个路径
3.1、添加FreeRTOSConfig.h文件
编译下
报错 缺少FreeRTOSConfig.h文件
从FreeRTOS的官方移植工程中找个针对STM32F407的移植工程 中，把FreeRTOSConfig.h这个文件复制过来。放FreeRTOS\include文件夹下
FreeRTOSConfig.h 是FreeRTOS的配置文件，FreeRTOS的系统剪裁和配置功能通过这个文件来完成，基本都是通过宏定义来完成对系统的配置和剪裁。
3.2、定义 SystemCoreClock
再次编译
SystemCoreClock未定义，这个错误 不好找，因为 进行了几次宏定义的 根本在FreeRTOSConfig.h文件中
在FreeRTOSConfig.h 中使用 SystemCoreClock 来标记MCU的频率。
看下这部分代码
修改这个 条件编译
// #ifdef __ICCARM__
#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
3.3、修改重复定义函数
再编译
有重复定义的函数 SysTick_Handler 、PendSV_Handler 、SVC_Handler
在port.c和stm32f4xx_it.c这两个文件中 重复定义了函数
..\OBJ\LED.axf: Error: L6200E: Symbol SysTick_Handler multiply defined (by port.o and stm32f4xx_it.o).
..\OBJ\LED.axf: Error: L6200E: Symbol PendSV_Handler multiply defined (by port.o and stm32f4xx_it.o).
..\OBJ\LED.axf: Error: L6200E: Symbol SVC_Handler multiply defined (by port.o and stm32f4xx_it.o).
注释掉stm32f4xx_it.c 文件里的
3.4、关闭相关函数功能
再编译
还报错
未定义一些函数
..\OBJ\LED.axf: Error: L6218E: Undefined symbol vApplicationIdleHook (referred from tasks.o).
..\OBJ\LED.axf: Error: L6218E: Undefined symbol vApplicationStackOverflowHook (referred from tasks.o).
..\OBJ\LED.axf: Error: L6218E: Undefined symbol vApplicationTickHook (referred from tasks.o).
..\OBJ\LED.axf: Error: L6218E: Undefined symbol vApplicationMallocFailedHook (referred from heap_4.o).
注意他们都是Hook结尾的函数，即为钩子函数，在FreeRTOSConfig.h中开启了该函数但是没有定义，在里面关闭就行了。将相应宏定义改为0
该之前
改这四个的宏为0
configUSE_IDLE_HOOK
configUSE_TICK_HOOK
configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK
configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW
改之后
再编译就没问题了
4、修改SYSTEM文件
SYSTEM文件夹里面的文件一开始是正点原子针对UCOS编写的。使用FreeRTOS需要做相应的修改。
4.1 修改sys.h文件
sys.h 文件里面用宏 SYSTEM_SUPPORT_OS 来定义是否使用OS。使用FreeRTOS的话要打开，设置为1
4.2 修改usart.c文件
添加FreeRTOS.h头文件，
删除 OSIntEnter(); OSIntExit(); UCOS里进出中断的函数
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);//(USART1->DR); //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
}
}
}
}
}
4.3修改delay.c文件
涉及到FreeRTOS的系统时钟
4.3.1 SysTick_Handler()修改
FreeRTOS的心跳是有滴答定时器产生的，根据FreeRTOS的系统时钟节拍设置好滴答定时器的周期。这样就会周期触发滴答定时器中断了。在滴答定时器中断服务函数中调用FreeRTOS的API函数
xPortSysTickHandler().
代码如下
extern void xPortSysTickHandler(void);
//systick中断服务函数,使用OS时用到
void SysTick_Handler(void)
{
if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行
{
xPortSysTickHandler();
}
HAL_IncTick();
}
4.3.2 delay_init()修改
delay_init() 是用来初始化滴答定时器和延时函数
FreeRTOS的系统时钟是由滴答定时器提供的，需要根据FreeRTOS的系统时钟节拍来初始化滴答定时器了。FreeRTOS的系统时钟节拍由宏 configTICK_RATE_HZ 来设置，
代码如下
//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(u8 SYSCLK)
{
u32 reload;
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);
fac_us=SYSCLK; //不论是否使用OS,fac_us都需要使用
reload=SYSCLK; //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168M下,约合0.0998s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断一次
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK
}
4.3.3 修改三个延时函数
delay_us 和 delay_xms 不会导致任务切换。
delay_ms 是对 FreeRTOS 中的延时函数 vTaskDelay的简单封装 ，所以在使用delay_ms的时候会导致任务切换
//延时nus
//nus:要延时的us数.
//nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)
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,会引起任务调度
//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);
}
增加引用
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "FreeRTOS.h" //FreeRTOS使用
#include "task.h"
#endif
增加宏定义
#define SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK ((uint32_t)0x00000004)
修改 delay.h
//void delay_ms(u16 nms);
void delay_ms(u32 nms);
4.3.4 去掉 SysTick_Handler 的重复定义
再编译
..\OBJ\LED.axf: Error: L6200E: Symbol SysTick_Handler multiply defined (by port.o and delay.o).
注释掉FreeRTOSConfig.h里的重复定义函数SysTick_Handler()
5、done
到此处 编译没问题 就可以了
移植验证
1、目的
用一个简单的FreeRTOS应用代码来测试下，移植是否成功
2、设计
设计4个任务
- start_task（）：用来创建其它三个任务
- led0_task():控制LED0的闪烁
- led1_task():控制LED1的闪烁
- float_task();浮点测试任务，测试stm32f4的FPU是否工作正常
3、代码
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
//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);
//任务优先级
#define FLOAT_TASK_PRIO 4
//任务堆栈大小
#define FLOAT_STK_SIZE 128
//任务句柄
TaskHandle_t FLOATTask_Handler;
//任务函数
void float_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(168); //初始化延时函数
uart_init(115200); //初始化串口
LED_Init(); //初始化LED端口
//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);
//浮点测试任务
xTaskCreate((TaskFunction_t )float_task,
(const char* )"float_task",
(uint16_t )FLOAT_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )FLOAT_TASK_PRIO,
(TaskHandle_t* )&FLOATTask_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);
}
}
//浮点测试任务
void float_task(void *pvParameters)
{
static float float_num=0.00;
while(1)
{
float_num+=0.01f;
printf("float_num的值为: %.4f\r\n",float_num);
vTaskDelay(1000);
}
}
4、测试
灯闪烁
串口打印的信息符合设计
测试完毕