STM32F103移植FreeRTOS（标准库版本）
目录
一、源码获取
二、移植FreeRTOS
三、对工程进行修改
四、编译
一、源码获取
1.FreeRTOS官网获取
FreeRTOS Real Time Kernel (RTOS) - Browse /FreeRTOS at SourceForge.net
https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/
步骤如下：
2.百度网盘链接获取
链接：https://pan.baidu.com/s/13gFQCsfPYqKFMzTEQExEiA
提取码：1234
二、移植FreeRTOS
1.准备一个STM32标准库工程
(1):可以使用自己的工程模板也可以使用本实验提供的STM32标准库工程模板，标准库工程模板已经统一打包放在上面提供的FreeRTOS百度网盘链接，自行下载即可。
(2)忘记固件库工程模板如何创建的小伙伴们也可以移步到下述链接，复习一下STM32固件库版本创建工程. https://blog.csdn.net/qq_66258329/article/details/131115851
2.创建FreeRTOS文件夹
(1)在STM32标准库工程文件夹下新创建一个FreeRTOS子文件夹，用于存放FreeRTOS源码相关文件，如下所示：
(2)进入到下载好的源码：FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source目录下将include整个文件夹复制到自己新创建的FreeRTOS目录下。
(3)将FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source目录下的.c文件全部复制到自己新创建的FreeRTOS目录下。
(4) 在自己新创建的FreeRTOS文件夹下新创建一个portable子文件夹，然后进入FreeRTOS源码FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source\portable目录下将本目录下的MemMang文件夹与RVDS文件夹复制到工程模板的portable文件夹下.
(5)进入到源码目录FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil文件夹下，将
FreeRTOSConfig.h文件复制到FreeRTOS文件夹下
(6)移植的文件如下所示：
三、对工程进行修改
1.添加文件到工程中
(1)新增两个FreeRTOS/src、FreeRTOS/port分组
(2)在FreeRTOS/src添加以下文件：
(3)在FreeRTOS/port下添加以下文件
tips:heap_4.c文件在FreeRTOS/portable文件夹下的MemMang文件夹中，port.c在FreeRtos\portable\RVDS\ARM_CM3文件夹中
(4)添加好的文件如下所示：
2.添加对应的头文件路径
所需要的头文件路径如下所示：
3.对FreeRTOSConfig.h文件进行修改
(1)tips:本工程使用的是野火提供的FreeRTOSConfig.h文件，相对友好，各个宏都进行了详细的注释，所以直接拿来使用就行。内容如下：
#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 0
//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 0
//使用递归互斥信号量
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 0
//为1时使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 0
/* 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 0
//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 0
//#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 */
(2)官网查看FreeRTOSConfig.h详解：FreeRTOS - The Free RTOS configuration constants and configuration options - FREE Open Source RTOS for small real time embedded systemshttps://www.freertos.org/zh-cn-cmn-s/a00110.html
(3)因为提供的FreeRTOSConfig.h使用到的printf函数，所以还需要添加串口文件bsp_usart.c
bap_usart.h，内容如下：
bsp_usart.c
#include "bsp_usart.h"
/**
* @brief USART GPIO 配置,工作参数配置
* @param 无
* @retval 无
*/
void USART_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 打开串口GPIO的时钟
DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
// 打开串口外设的时钟
DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);
// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// 配置串口的工作参数
// 配置波特率
USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;
// 配置 针数据字长
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
// 配置停止位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
// 配置校验位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
// 配置硬件流控制
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =
USART_HardwareFlowControl_None;
// 配置工作模式，收发一起
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
// 完成串口的初始化配置
USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);
// 使能串口
USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);
}
/***************** 发送一个字节 **********************/
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{
/* 发送一个字节数据到USART */
USART_SendData(pUSARTx,ch);
/* 等待发送数据寄存器为空 */
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
/****************** 发送8位的数组 ************************/
void Usart_SendArray( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t *array, uint16_t num)
{
uint8_t i;
for(i=0; i>8;
/* 取出低八位 */
temp_l = ch&0XFF;
/* 发送高八位 */
USART_SendData(pUSARTx,temp_h);
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
/* 发送低八位 */
USART_SendData(pUSARTx,temp_l);
while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
///重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);
/* 等待发送完毕 */
while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}
///重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数
int fgetc(FILE *f)
{
/* 等待串口输入数据 */
while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);
}
bsp_usart.h
#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stm32f10x.h"
#include
/**
* 串口宏定义，不同的串口挂载的总线和IO不一样，移植时需要修改这几个宏
* 1-修改总线时钟的宏，uart1挂载到apb2总线，其他uart挂载到apb1总线
* 2-修改GPIO的宏
*/
// 串口1-USART1
#define DEBUG_USARTx USART1
#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB2Periph_USART1
#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
// USART GPIO 引脚宏定义
#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)
#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA
#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_9
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA
#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10
#define DEBUG_USART_IRQ USART1_IRQn
#define DEBUG_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler
// 串口2-USART2
//#define DEBUG_USARTx USART2
//#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB1Periph_USART2
//#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
USART GPIO 引脚宏定义
//#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA)
//#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
//
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOA
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_2
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOA
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_3
//#define DEBUG_USART_IRQ USART2_IRQn
//#define DEBUG_USART_IRQHandler USART2_IRQHandler
// 串口3-USART3
//#define DEBUG_USARTx USART3
//#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB1Periph_USART3
//#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
USART GPIO 引脚宏定义
//#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOB)
//#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
//
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOB
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOB
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_11
//#define DEBUG_USART_IRQ USART3_IRQn
//#define DEBUG_USART_IRQHandler USART3_IRQHandler
// 串口4-UART4
//#define DEBUG_USARTx UART4
//#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB1Periph_UART4
//#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
USART GPIO 引脚宏定义
//#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOC)
//#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
//
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOC
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_10
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOC
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_11
//#define DEBUG_USART_IRQ UART4_IRQn
//#define DEBUG_USART_IRQHandler UART4_IRQHandler
// 串口5-UART5
//#define DEBUG_USARTx UART5
//#define DEBUG_USART_CLK RCC_APB1Periph_UART5
//#define DEBUG_USART_APBxClkCmd RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define DEBUG_USART_BAUDRATE 115200
USART GPIO 引脚宏定义
//#define DEBUG_USART_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD)
//#define DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd RCC_APB2PeriphClockCmd
//
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT GPIOC
//#define DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN GPIO_Pin_12
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT GPIOD
//#define DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN GPIO_Pin_2
//#define DEBUG_USART_IRQ UART5_IRQn
//#define DEBUG_USART_IRQHandler UART5_IRQHandler
void USART_Config(void);
void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch);
void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str);
void Usart_SendHalfWord( USART_TypeDef * pUSARTx, uint16_t ch);
#endif /* __USART_H */
(4)进入stm32f10x_it.c将PendSV_Handler中断服务函数和SVC_Handler中断服务函数注释掉，如下所示：
(5)往SysTick_Handler添加以下内容
extern void xPortSysTickHandler(void);
//如果调度器已经启动，把调度器更新一下，如果没有启动就不进行更新
void SysTick_Handler(void)
{
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
{
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}tips:内容的意思为：如果调度器已经启动，把调度器更新一下，如果没有启动就不进行更新
(6)在stm32f10x_it.c下添加两个头文件
#include "FreeRTOS.h" //FreeRTOS使用
#include "task.h" tips: #include "FreeRTOS.h"写在#include "task.h"之前。
四、编译
OK,无错误。下面自行去点个灯用任务调度的方式去感受FreeRTOS的魅力吧。