5. 基于STM32CubeIDE搭建开发环境 --- 移植FreeRTOS

本博客中示例代码下载路径: https://github.com/maziot-stm32/A1/releases/tag/v0.5

移植策略

移植 FreeRTOS 到 STM32CubeIDE 工程, 有两个策略:

1. 参考野火的文档, 从官网下载源码, 手动移植到 A1 工程中.
2. 直接在 STMCubeIDE 创建工程的时候, 勾选 FreeRTOS 组件.

新建工程时勾选FreeRTOS组件

由于使用 STMCubeIDE 自带的 FreeRTOS 组件必须要使用 CMSIS 二次封装后的接口(上图下拉列表项), 这里我选择策略1, 基于野火的文档, 手动移植官网源码.

前期准备

需要准备好以下资源:

1. FreeRTOSv9.0.0.zip 源码包
2. 《FreeRTOS 内核实现与应用开发实战—基于STM32》
3. 野火提供的 FreeRTOSConfig.h 文件

这些资源我都已经上传到 github 上的资源仓库中, 仓库路径: https://github.com/maziot-stm32/A1.Resource

移植FreeRTOS

移植的步骤概述:

1. 解压 FreeRTOSv9.0.0.zip 源码包

2. 在工程中 MAZ_Vendors 目录下创建 FreeRTOS 目录, 并按照下图结构依次创建 include、portable/GCC/ARM_CM3、portable/MemMang、source 目录

   
   
   工程下创建目录

3. 将解压后 FreeRTOS 源码中 source/include、source/portable/GCC/ARM_CM3、source/portable/MemMang、source 目录下的文件拷贝到工程对应目录中. 将 A1.Resource 中提供的 FreeRTOSConfig.h 拷贝到 MAZ_Vendors/FreeRTOS 目录下.

拷贝文件到工程中

4. 修改 stm32f1xx_it.c 文件
   删除 SVC_Handler 和 PendSV_Handler 函数,
   修改 SysTick_Handler 函数,
   添加使用的API接口对应的头文件

   #include "FreeRTOS.h"
   #include "port.h"
   #include "task.h"
   
   #if 0 // 删除 SVC_Handler 和 PendSV_Handler 函数
   /**
     * @brief This function handles System service call via SWI instruction.
     */
   void SVC_Handler(void)
   {
   
   }
   
   /**
     * @brief This function handles Pendable request for system service.
     */
   void PendSV_Handler(void)
   {
   
   }
   #endif
   
   /**
     * @brief This function handles System tick timer.
     */
   void SysTick_Handler(void)
   {
       HAL_IncTick();
   #if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
       if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED) {
   #endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
           xPortSysTickHandler();
   #if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
       }
   #endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
   }
   

5. 最后, 编译并解决编译错误.

至此 FreeRTOS 移植结束. 准确的说, 只能说 FreeRTOS 集成结束, 因为配置文件我们使用的是野火配置好的 FreeRTOSConfig.h 文件, 板级支持文件我们使用的是 ST 为 FreeRTOS 编写好的 port.c 文件. 我们仅仅只是代码的搬运工.

创建点灯task

FreeRTOS 移植好了, 现在得跑一个 Demo 验证下是否移植 OK.
这里依然使用是 STM32F103RC 最小系统板点个灯验证.

在 main.c 添加如下代码:

#include "main.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

static TaskHandle_t MAZ_App_led_tsk_handle = NULL;
static void MAZ_App_led_task(void *pvParameters);

#define LED0_Pin        GPIO_PIN_8
#define LED0_GPIO_Port  GPIOA
#define LED1_Pin        GPIO_PIN_2
#define LED1_GPIO_Port  GPIOD

#define LED_ON          GPIO_PIN_RESET
#define LED_OFF         GPIO_PIN_SET

/**
 * @brief  Init led
 * @retval None
 */
void led_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = { 0 };

    /* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin : LED0_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = LED0_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LED0_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    /*Configure GPIO pin : LED1_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = LED1_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LED1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}

/**
 * @brief  The application entry point.
 * @retval int
 */
int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    led_init();

    BaseType_t xReturn = pdPASS;
    xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t) MAZ_App_led_task,
                          (const char*) "MAZ_App_led_task", (uint16_t) 512,
                          (void*) NULL, (UBaseType_t) 2,
                          (TaskHandle_t*) &MAZ_App_led_tsk_handle);
    if (pdPASS == xReturn)
        vTaskStartScheduler();

    return -1;
}

static void MAZ_App_led_task(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, LED_ON);
        HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, LED_ON);
        vTaskDelay(200);
        HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, LED_OFF);
        HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, LED_OFF);
        vTaskDelay(200);
    }
}

编译, 烧写, 运行, 可以在板子上看到两个 LED 循环闪烁.