[006]嵌入式学习：采用STM32CubeMX进行FreeRTOS配置

【本文为百问网&韦东山【物联网智能家居实战训练营】学习笔记系列】

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引言

目前在单片机领域，FreeRTOS和RT-Thread为两个最常用的实时多任务操作系统。在单片机领域，FreeRTOS是应用最广的，很多芯片厂家默认就支持FreeRTOS。但是FreeRTOS没有丰富的生态，没有很多基于FreeRTOS的组件。RT-Thread相比于FreeRTOS起步稍晚，但是它的生态更强，基于RT-Thread可以使用更丰富的组件，快速开发产品。

1 引入RTOS的益处

在开发嵌入式软件时，对于复杂的项目，使用实时操作系统有如下好处：

（1）用户无需关系时间信息

内核复杂计时，并由相关的API完成，从而使得应用程序代码结构更加简洁。

（2）模块化、可拓展性强

各个任务为独立模块，每个模块目的明确，可降低代码的耦合性；程序性能不易受底层硬件更改的影响，可移植性强。

（3）效率高

内核可以让软件完全由事件驱动，相当于采用中断进行任务切换，从而减少对未发生事件进行轮询造成的资源浪费。

（4）中断进程更短

通过把中断的处理推迟到用户创建的任务中，可实现中断处理程序更短。

2 采用STM32CubeMX实现FreeRTOS的配置

2.1 采用STM32CubeMX进行配置的具体步骤

（1）首先在STM32CubeMX中打开Demo工程Code8，

（2）选择FreeRTOS的mode

选择“MiddleWare”——>“FreeRTOS”，在Mode窗口中为“Interface”选择“CMSIS_V2”，如图1所示。

图1 进行Mode选择

（3）为FreeRTOS进行参数配置

在“Config parameters”菜单中，保持默认参数，如图2所示。

图2 参数配置

（4）创建一个新任务。

在图3中，点击“Tasks and Queues”——>“Add”，弹出图4所示的对话框。

图3 添加新任务

在图4中，将新任务命名为“MyTask”，将“Code Generation Option”设为“As external”选项，其他保持默认值。

图4 任务编辑对话框

注意：新创建的任务（MyTask）的默认Stack size为128 words(即512bytes)，栈空间太小，程序运行过程中可能会发生栈溢出现象，因此需要增大栈空间（一般可在代码中进行所需栈空间估算，然后再返回来进行栈空间的合理设置），此处设置为512words，如图5所示。

图5 栈空间设置

（5）修改系统的时基源。HAL库时基：

系统的默认时基源（Timebase Source）为SysTick，此即为HAL库的时基源。启用FreeRTOS后，其默认时基源为SysTick，未避免冲突，需要更改系统的时基源。可选择除SysTick外的其它任意一个定时器，这里改为Time1。如图6所示。

图6 修改时基源

（6）设置外部中断EXTI0的抢占优先级

在图7中，选择“NVIC”——>“EXTI line0 interrupt”，其“抢占优先级”（Preemption Priority）应设为>=5，这里选择5。

图7 中断设置

（7）生成工程

在图8中，点击“GENERATECODE”，生成工程。

图8 生成工程

2.2 代码解析

（1）目录树

新生成工程的目录树如图9所示，"\Core"目录下新增文件有“freertos.c”和“stm32f1xx_hal_timebase_tim.c”，新增了目录“Middlewares/FreeRTOS”，其文件目录如图10所示。

图9 工程目录树

图10 “Middlewares/FreeRTOS”目录下的文件列表

（2）关键代码

main.c中新增的关键代码如图11和图12所示：

图11 main.c中的新增关键代码

图12 main.c中的新增关键代码（续）

freertos.c文件中的新增关键代码如图13和图14所示：

图13 freertos.c文件中的新增关键代码

图14 freertos.c文件中的新增关键代码（续）

3 程序改写

在main.c中实现MyTask的具体工作代码，将main()函数中while(1)循环移植到StartMyTask()函数中，代码段如图15所示。

图15 StartMyTask()函数的代码

编译烧写后即可查看实验现象。

结语

本文对采用STM32CubeMX进行FreeRTOS配置的过程进行了讲解和演示。