STM32快速用起來FreeRTOS

rookie 2020-04-11

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技能的學習首先就要不求甚解,，先用起來再學習原理。學習RTOS亦是如此,，不能一開始就埋進源碼中,。這篇主要講怎么快速在STM32系列單片機上用起來FreeRTOS，并順帶著說一下自學的方法及資料查找,。

說在前面

RTOS為了提高任務調(diào)度效率一般都包含匯編程序,，因此移植起來需要一些匯編知識，就算網(wǎng)上肯定有移植教程,，初次搞起來還是挺費勁的,。初學時對RTOS代碼不熟悉，一開始就打擊了積極性可不好,。因此本篇不講怎么移植,，介紹使用ST“懶人神器”CubeMX來快速移植配置FreeRTOS。

RTOS介紹

目前嵌入式主流RTOS有uCOS,、FreeRTOS,，之所以很多第三方庫都有在FreeRTOS上的應用Demo，是因為FreeRTOS免費,。不要錢是真的厲害呀,！然而說實話，論源碼規(guī)范,，我還是喜歡uCOS,。FreeRTOS的匈牙利命名法真是讓我難受呀~~~

配置CubeMX

設計實驗：配置CubeMX移植FreeRTOS，建立兩個任務,，一個讓LED0以500ms亮滅,，一個讓LED1以200ms亮滅。

比較本實驗和前面《消除硬延時函數(shù)Delay》的編程方式,，體會引入操作系統(tǒng)后軟件編程架構的變化,。

第一步

首先如1處勾選使用FreeRTOS的enable。然后將HAL庫的1ms定時中斷采用的定時器改為TIM1,，因為Systick要用作FreeRTOS的時基定時,。第三步配置IO口。忘記怎么配置的溫故《STM32CubeMX入門教程（一）》,。

第二步

配置FreeRTOS,。點擊FREERTOS按鈕。

配置界面如下,，通過配置界面可以實現(xiàn)操作系統(tǒng)的配置,、任務的配置、隊列、信號量及內(nèi)存管理的配置,。

ConfigParameters：配置操作系統(tǒng)功能,，就像手動移植時修改Config文件一樣，基本上可以按默認值,。具體每個配置的功能,，可以點擊該條目，底部會有相關介紹,。

IncludeParameters：配置操作系統(tǒng)API,，一些API不常用可以不使能編譯，減小系統(tǒng)大小,。這個也對應與移植時的Config文件,。例如刪除任務函數(shù)vTaskDelete()是否使能就在此配置。具體如下圖：

UserConstants：添加一些用戶使用的常量,，很少用,。

TaskAndQueues：任務及隊列的配置。首先說任務配置,，點擊ADD,，彈出配置對話框。TaskName是任務名稱,，一個字符串而已。下面是優(yōu)先級配置,，再往下是任務堆棧大小,。EntryFunction是任務函數(shù)名。CodeGenerationOption是選擇自動生成代碼是否聲明成weak,。Allocation是配置內(nèi)存是否動態(tài)分配,，此處CUbeMX默認動態(tài)分配不給更改。

之后再看一下隊列的創(chuàng)建,。如下圖,，點擊ADD，彈出配置對話框,。首先是隊列名稱,。QueueSize是隊列長度，即包含的隊列項個數(shù),。ItemSIze是隊列項類型,。

TimersAndSemaphores：即軟件定時器及信號量的配置，界面如下圖,。Timer處的ADD按鈕不能點擊,，因為我們在配置時未使能軟件定時器功能。從上到下依次是：軟件定時器、互斥信號量,、遞歸信號量,、二值信號量、計數(shù)信號量,。

最后看一下堆棧及內(nèi)存管理,。

FreeRTOS Heap Usage：界面如下，這里會根據(jù)前面配置顯示出動態(tài)內(nèi)存使用情況,。用戶可配置內(nèi)存管理大小,，但不能比已配置使用了的小。所謂操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理,，就是它自己先定義一個超大的數(shù)組,，把內(nèi)存坑全占了。你在應用開發(fā)時要拉屎,，你要用哪個坑你說的不算,，你告訴操作系統(tǒng)，“我這邊四個哥們,，給我來四個坑”,，操作系統(tǒng)會找到一個連續(xù)的四個坑，并把首地址以指針的方式告訴你,，如果沒坑了,，就反饋申請內(nèi)存失敗。當然,，拉完要釋放內(nèi)存~之所以用FreeRTOS內(nèi)存管理,，是因為該操作系統(tǒng)提供5種內(nèi)存管理方案，有內(nèi)存碎片回收功能,，很強大,。

編程

配置完后生成代碼，打開freertos.c文件,，編寫任務函數(shù)代碼,。

osDelay()函數(shù)并不是FreeRTOS的原版API函數(shù)，而是加上了CMSIS-RTOS封裝后的函數(shù),。

CMSIS-RTOS

我們知道,，大多數(shù)RTOS的原理都差不多的，都是任務調(diào)度,、延時函數(shù),、信號量、隊列等等東西,。Keil有自己的RTX操作系統(tǒng),。后來ARM收購了Keil,。CMSIS-RTOS相當于將不同廠家的RTOS封裝一下，形成了一個標準的API函數(shù)庫,。FreeRTOS的匈牙利命名法實在讓我難受,，我更喜歡用這個封裝庫。有時候想輸入一個函數(shù),，知道是Task的API,，就因為想不起來前面匈牙利縮寫是什么，硬是敲不出來,，編輯器也不提醒,，因為函數(shù)開頭就不知道是啥~~~~~

授之以魚不如授之以漁

最后說一下自學方法。

通過本篇,，你至少可以寫出個非同步LED閃爍程序了吧,。體驗一下就好了。

然后,，學習CMSIS-RTOS有哪些API,，以及怎么用這些API。官網(wǎng)http://www./pack/doc/cmsis/RTOS/html/index.html ,。每個API函數(shù),，都有在線例程代碼，看起來非常爽,。當然你如果喜歡原版API,，這步就算了。

最后,，當用熟了之后再去學習源碼,。

最后的最后，有了操作系統(tǒng),，你就會知道項目怎么劃分任務了？你就可以做到全局變量不滿天飛了,？你就能編寫出好看的代碼了,？