Arduino和MPLAB X 开发STM32F103和PIC16F15376

要点：

1. 使用Arduino开发STM32F103（Blue Pill），MPLAB X 开发PIC16F15376（Curiosity Nano）
2. C/C++嵌入式开发
3. ESP32(Arduino、ESP-IDF)和STM32实时操作系统FreeRTOS

STM32使用FreeRTOS示例

在使用 FreeRTOS 时，您应该记住一些术语差异。 FreeRTOS 中的“任务”是一个程序的一部分，可以与同一程序中的其他部分同时运行。 如果您做过其他并发编程，它类似于“线程”。 但是，请注意，CMSIS-RTOS（我们的 RTOS 的抽象层）将这些并发部分称为“线程”。 因此，您可能会看到它们在整个程序中互换使用，即使它们的含义并不完全相同。

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart2;
osThreadId_t blink01Handle;
osThreadId_t blink02Handle;

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
void StartBlink01(void *argument);
void StartBlink02(void *argument);

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

  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();

  osKernelInitialize();


  const osThreadAttr_t blink01_attributes = {
    .name = "blink01",
    .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
    .stack_size = 128
  };
  blink01Handle = osThreadNew(StartBlink01, NULL, &blink01_attributes);

  /* definition and creation of blink02 */
  const osThreadAttr_t blink02_attributes = {
    .name = "blink02",
    .priority = (osPriority_t) osPriorityBelowNormal,
    .stack_size = 128
  };
  blink02Handle = osThreadNew(StartBlink02, NULL, &blink02_attributes);

 
  osKernelStart();
  

  while (1)
  {

  }
 
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 10;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART2;
  PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}


static void MX_USART2_UART_Init(void)
{

  
  huart2.Instance = USART2;
  huart2.Init.BaudRate = 115200;
  huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
  if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
 
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : B1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = B1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(B1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : LD2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LD2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LD2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE END Header_StartBlink01 */
void StartBlink01(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
    osDelay(500);
  }

  // In case we accidentally exit from task loop
  osThreadTerminate(NULL);

  /* USER CODE END 5 */ 
}

/* USER CODE END Header_StartBlink02 */
void StartBlink02(void *argument)
{
 
  for(;;)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
    osDelay(600);
  }

  // In case we accidentally exit from task loop
  osThreadTerminate(NULL);

  /* USER CODE END StartBlink02 */
}


void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM6) {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}


void Error_Handler(void)
{
 
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT

void assert_failed(char *file, uint32_t line)
{ 

}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

在 main() 的开头，您应该看到由 CubeMX 设置的为我们定义的线程。 请注意，我们将入口函数名称传递给 osThreadNew() 函数，一旦我们调用 osKernelStart()，该函数就会调用这些函数。 一旦 osKernelStart() 被调用，我们不希望在 main() 中的后面有任何代码，因为理想情况下，程序应该永远不会从 osKernelStart() 返回。

此时，我们的线程应该同时运行，具有自己的设置代码和永远的 while 循环。还有一个正在运行的后台调度程序任务，它负责在线程之间切换上下文。

StartBlink01() 和 StartBlink02() 是我们的线程。 每个都有自己的永远循环，并且它们应该同时运行。 虽然它们在我们的单核处理器中无法占用相同的空间和时间，但调度程序会切换它们，让我们看起来像是同时运行 2 个线程。

请注意，我们需要使用 osDelay()，而不是 HAL_Delay()。 高优先级任务中的 HAL_Delay() 可能会占用处理器，从而阻止上下文切换。 它还可以防止调度程序空闲，从而节省电量。 因此，我们使用 osDelay() 告诉调度程序在等待期间可以切换到不同的任务。

我们对blink01 和blink02 使用不同的延迟时间，以便这两个任务争夺LED 的切换。

开发环境

本文中描述的两个微控制器板（Blue Pill 和 Curiosity Nano）可以使用不同的 IDE 进行编程。 IDE是一种编程和调试软件工具，包括代码编辑器、编译环境、调试选项等。 许多 IDE 还用于通过 USB 端口连接将编译后的程序上传到微控制器板。

• Arduino IDE：这个免费的 IDE 最初是为了对 Arduino 微控制器板进行编程而创建的，但如果您为其安装了库，您也可以使用它来对 Blue Pill 微控制器板进行编程。
• MPLAB X IDE：由 Curiosity Nano 制造商 Microchip 制造。 这是对 Curiosity Nano 进行编程所需的免费 IDE。

Arduino和MPLAB X案例

• 按钮开关LED
• 用光敏电阻测量光量
• 温湿度测量
• 使用 LED 显示的莫尔斯电码 SOS 视觉警报
• 创建拍手开关
• 气体检测器
• 互联网温度记录仪
• 物联网花盆湿度传感器
• 物联网太阳能（电压）测量
• 数字体温测量（温度计）
• 社交距离警报
• 20 秒洗手计时器

ESP32和STM32实时操作系统FreeRTOS

ESP32(Arduino)多任务FreeRTOS

• 队列管理
• 更改任务的优先级
• 如何使用FreeRTOS结构队列接收多个任务的数据
• 如何使用 vTaskDelete() API 删除任务
• 使用队列集
• 创建带队列的邮箱
• 创建一次性和自动重新加载定时器
• 二进制信号量 – 使用 Arduino 进行任务中断同步的示例
• 使用 Arduino 计数信号量示例
• 斥教程 – 避免优先级反转
• 递归互斥以避免死锁
• 使用 Arduino 的 FreeRTOS 中断管理示例

ESP-IDF示例FreeRTOS

STM32开发调试FreeRTOS

参阅一： 亚图跨际

参阅二：亚图跨际