STM32+HAL库移植FreeRTOS

一、裸机工程创建

使用STM32CubeMX创建裸机工程：

这里我是用的芯片是STM32F103RBT6，时钟主频为72MHz，配置时钟树：

配置调试串口1：

配置两个LED灯：

由于FreeRTOS使用系统嘀嗒定时器当作心跳，HAL库也使用了这个定时器当作超时计数用，FreeRTOS和HAL库不能同时使用SysTick定时器，所在在这里将HAL库的定时器改为其他的定时器，我改成了定时器4：
配置中断，注意这里一定要选择组4，也就是全部为抢占优先级：
输出工程：

二、移植FreeRTOS

FreeRTOS源码官网下载地址：https://www.freertos.org/
解压FreeRTOS源码包有如下文件结构：

在Keil工程目录下新建FreeRTOS文件夹用于存放freertos的源码。

拷贝FreeRTOS/Source/文件夹内的以下文件，放入keil工程目录FreeRTOS文件夹内，效果如下图：

在Keil中将FreeRTOS源码加入到工程内：

打开stm32f1xx_it.c文件，在头部添加FreeRTOS的三个函数导入：

extern void xPortPendSVHandler(void);
extern void xPortSysTickHandler(void);
extern void vPortSVCHandler(void);

在函数SVC_Handler中添加函数调用：

在函数PendSV_Handler中添加函数调用：

在函数SysTick_Handler中添加函数调用：

新建一个名为FreeRTOSConfig.h的文件，这是FreeRTOS的配置文件，这里我贴一个我配置的：

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H__
#define FREERTOS_CONFIG_H__

/*
 * 关于本文件宏的详细说明可参考：https://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/50134883#
 */

// 设置为1使用抢占式，为0使用时间片轮转调度。
#define configUSE_PREEMPTION                    1

// 设置为1使能低功耗tickless模式，为0保持系统节拍（tick）中断一直运行。
#define configUSE_TICKLESS_IDLE                 0

// 系统时钟主频
#define configCPU_CLOCK_HZ                      72000000

// 系统节拍中断的频率，即1s进中断的次数，配置为1000就是一秒进1000次中断，系统节拍就是1s。
#define configTICK_RATE_HZ                      1000

// 任务最大优先级，对于STM32来说最大不要超过32
#define configMAX_PRIORITIES                    32

// 任务最小栈大小
#define configMINIMAL_STACK_SIZE                64

// FreeRTOR堆空间大小
#define configTOTAL_HEAP_SIZE                   8192

// 任务名称最大长度
#define configMAX_TASK_NAME_LEN                 16

// 系统节拍计数器的变量类型，即定义portTickType是表示16位变量还是32位变量。
#define configUSE_16_BIT_TICKS                  0

// 设置为1允许任务调度，为0不允许(时间片耗尽才让出CPU使用权)，该参数抢占式方式下才生效
#define configIDLE_SHOULD_YIELD                 1

// 设置是否使用互斥量
#define configUSE_MUTEXES                       1

// 设置是否使用递归互斥量
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES             0

// 设置是否使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES           0

// 设置可以记录的队列和信号量的最大数目
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE               10

// 是否使用空闲钩子函数
#define configUSE_IDLE_HOOK                     0

// 是否使用TICK嘀嗒钩子函数
#define configUSE_TICK_HOOK                     0

// 是否使用栈溢出检查
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW          0

// 是否使用内存申请失败钩子函数
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK            0

// 是否使用软件定时器
#define configUSE_TIMERS                        1

// 设置软件定时器服务/守护进程的优先级
#define configTIMER_TASK_PRIORITY               3

// 设置软件定时器命令队列的长度
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH                10

// 设置软件定时器服务/守护进程任务的堆栈深度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH            configMINIMAL_STACK_SIZE

// STM32的最低优先级
#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY   15

// 能够在中断服务函数中安全调用FreeRTOS API的中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 1

#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << 4 )
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 	( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << 4 )


// 将以下定义设置为1以包含API函数，或设置为0排除API函数
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet                1
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet               1
#define INCLUDE_vTaskDelete                     1
#define INCLUDE_vTaskSuspend                    1
#define INCLUDE_xResumeFromISR                  1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil                 1
#define INCLUDE_vTaskDelay                      1
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState          1
#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle       1
#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark     0
#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle          0
#define INCLUDE_xTimerGetTimerDaemonTaskHandle  0
#define INCLUDE_pcTaskGetTaskName               0
#define INCLUDE_eTaskGetState                   0
#define INCLUDE_xEventGroupSetBitFromISR        1
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall          0

#endif  /* FREERTOS_CONFIG_H__ */

修改main.c文件，添加头文件：

#include "FreeRTOSConfig.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

这里我创建了三个任务，任务一为led1灯每间隔500ms闪烁一次，任务二led2每间隔300ms闪烁一次，任务三为串口每隔1s打印一次helloworld。

void led1_task(void* arg)
{
    while(1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_8);
        vTaskDelay(500);
    }
}

void led2_task(void* arg)
{
    while(1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_2);
        vTaskDelay(300);
    }
}

void print_task(void* arg)
{
    while(1)
    {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"HelloWorld\r\n", 12, 100);
        vTaskDelay(1000);
    }
}

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

	// xTaskCreate函数参数说明：
	// 1、任务入口函数
	// 2、任务名称
	// 3、堆栈大小，单位word
	// 4、传递给任务的参数
	// 5、任务优先级
	// 6、任务句柄
	
	// 创建任务led1灯任务
    xTaskCreate(led1_task, "led1_task", 64, NULL, 3, NULL);
	
	// 创建任务led2灯任务
	xTaskCreate(led2_task, "led2_task", 64, NULL, 4, NULL);
	
	// 创建串口打印任务
    xTaskCreate(print_task, "print_task", 128, NULL, 5, NULL);

	// 启动任务调度
    vTaskStartScheduler();

    while (1)
    {
    }
}

到此，移植完毕！

总结：移植FreeRTOS还是相对简单的，主要是配置文件FreeRTOSConfig.h的配置，每个宏定义所代表的意思需要好好查阅！