教大家如何在STM32F4上跑freeRTOS

［導(dǎo)讀］ 大家好，我是逸珺。

之前挖了圖解freeRTOS的坑，挖了坑就得填。今天就從使用開(kāi)始，先把freeRTOS用起來(lái)。先聊一聊在STM32F407上的如何電燈，如果只用freeRTOS點(diǎn)燈，無(wú)疑有點(diǎn)殺雞用牛刀的感覺(jué)。但是想用freeRTOS做產(chǎn)品，先照類(lèi)似步驟則可以驗(yàn)證最小系統(tǒng)，驗(yàn)證freeRTOS是否能正確跑起來(lái)，再在此基礎(chǔ)上開(kāi)始做應(yīng)用開(kāi)發(fā)，就把任務(wù)分解了。本文主要梳理一下如何利用官方移植例子，創(chuàng)建一個(gè)自己demo工程，對(duì)于沒(méi)用過(guò)的有點(diǎn)參考價(jià)值。

注：本文基于IAR for ARM 8.22.1（個(gè)人喜歡IAR），硬件采用正點(diǎn)原子的STM32F407探索者開(kāi)發(fā)板，STLink V2。

準(zhǔn)備工作去官網(wǎng)https://www.freertos.org/a00104.html下載

按下載，目前最新為202104.00，這個(gè)帶多種移植好的例子。解壓出來(lái)，是這樣的：

tools為AWS iot配置工具，quick start例子以及cmake

FreeRTOS-Plus包含了MQTT，TCP，F(xiàn)AT等很多例子，先不去管

FreeRTOS為真正的操作系統(tǒng)源碼以及多平臺(tái)移植例子，如下：

使用開(kāi)源軟件，記得看看README，一般會(huì)有些介紹信息。分別介紹一下該文件夾下的大體內(nèi)容：

Demo：大部分硬件平臺(tái)的官方移植例子

Source：內(nèi)核代碼，包含硬件獨(dú)立文件與可移植文件

Test：內(nèi)核測(cè)試代碼

license：MIT開(kāi)源協(xié)議，可以直接商業(yè)應(yīng)用。

建立工程1.打開(kāi)IAR，創(chuàng)建Workspace

2.創(chuàng)建工程

選擇空工程（Empty project），命名為demo保存。

設(shè)置工程

右鍵選擇Options，進(jìn)入設(shè)置界面

設(shè)置單片機(jī)為STM32F407VG

Library Configuration使能CMSIS

添加源文件

4.1 新建freeRTOS文件夾

4.2 添加內(nèi)核文件，在工程文件夾下新建freeRTOS文件夾，將下列文件拷貝過(guò)來(lái)

4.3 添加進(jìn)IAR工程

4.4 將freeRTOS下的include文件夾以及portable文件夾拷貝到當(dāng)前工程下

4.5 portable文件夾下保留下面這幾個(gè)文件夾

4.6 IAR文件夾下保留下面這兩個(gè)文件夾

注：全保留也可以，就是其他的用不到，會(huì)使工程文件夾變的很大，如果用版本控制軟件管理，會(huì)增加倉(cāng)庫(kù)的大小。ARM_CM4F_MPU文件夾暫時(shí)沒(méi)用，這個(gè)留做備用。

4.7 在IAR工程中新建portable文件夾，并加入相應(yīng)的文件

4.8 將下面幾個(gè)文件從官方例子中拷貝過(guò)來(lái)，并加入工程

FreeRTOSConfig.h是內(nèi)核配置文件，本文配置如下：

#define configUSE_PREEMPTION 1#define configUSE_IDLE_HOOK 0#define configUSE_TICK_HOOK 0#define configCPU_CLOCK_HZ （ SystemCoreClock ）#define configTICK_RATE_HZ （ （ TickType_t ） 1000 ）#define configMAX_PRIORITIES （ 5 ）#define configMINIMAL_STACK_SIZE （ （ unsigned short ） 130 ）#define configTOTAL_HEAP_SIZE （ （ size_t ） （ 75 * 1024 ） ）#define configMAX_TASK_NAME_LEN （ 10 ）#define configUSE_TRACE_FACILITY 1#define configUSE_16_BIT_TICKS 0#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1#define configUSE_MUTEXES 1#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 8#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0/* Co-routine definitions. */#define configUSE_CO_ROUTINES 0#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES （ 2 ）/* Software timer definitions. */#define configUSE_TIMERS 1#define configTIMER_TASK_PRIORITY （ 2 ）#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH （ configMINIMAL_STACK_SIZE * 2 ）/* Set the following definitions to 1 to include the API function， or zero

to exclude the API function. */#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

將IDLE_HOOK/TICK_HOOK禁止了，先不去關(guān)注這兩個(gè)功能。

將STM32相關(guān)文件搬過(guò)來(lái)，如下加入到工程

建立main.c

正點(diǎn)原子的板子，有兩個(gè)LED，我們就建立兩個(gè)任務(wù)來(lái)閃燈吧，相當(dāng)于hello world，容易理解。

/* 操作系統(tǒng)頭文件。 */

#include “FreeRTOS.h”#include “task.h”#include “timers.h”#include “semphr.h”#include “stm32f4xx.h”

//LED管腳

#define LED1_PIN GPIO_Pin_9#define LED1_GPIO_PORT GPIOF#define LED1_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOF

#define LED2_PIN GPIO_Pin_10#define LED2_GPIO_PORT GPIOF#define LED2_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOF

static void prvLedInitialise（）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* LED1時(shí)能時(shí)鐘 */

RCC_AHB1PeriphClockCmd（LED1_GPIO_CLK， ENABLE）;

/* LED1 GPIO 配置為輸出 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_PIN;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init（LED1_GPIO_PORT， &GPIO_InitStructure）;

/* LED2時(shí)能時(shí)鐘 */

RCC_AHB1PeriphClockCmd（LED2_GPIO_CLK， ENABLE）;

/* LED2 GPIO配置為輸出 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_PIN;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init（LED2_GPIO_PORT， &GPIO_InitStructure）;

}

static void prvSetupHardware（ void ）

{

/* 配置時(shí)鐘，PLL，F(xiàn)LASH */

SystemInit（）;

/* 配置NVIC優(yōu)先級(jí)。 */

NVIC_PriorityGroupConfig（ NVIC_PriorityGroup_4 ）;

/*LED GPIO配置*/

prvLedInitialise（）;

}

//500ms LED1燈狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次

static void led1Task（ void * pvParameters ）

{

while（1）

{

LED1_GPIO_PORT-》ODR ^= LED1_PIN;

vTaskDelay（500）;

}

}

//1000ms LED2燈狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次

static void led2Task（ void * pvParameters ）

{

while（1）

{

LED2_GPIO_PORT-》ODR ^= LED2_PIN;

vTaskDelay（1000）;

}

}

int main（void）

{

prvSetupHardware（）;

xTaskCreate（led1Task，“LED1”，256，NULL，100，（TaskHandle_t *）NULL）;

xTaskCreate（led2Task，“LED2”，256，NULL，101，（TaskHandle_t *）NULL）;

/* 啟動(dòng)任務(wù)調(diào)度器。 */

vTaskStartScheduler（）;

}

5.設(shè)置包含路徑

5.1 右鍵打開(kāi)options，設(shè)置C/C++編譯器包含路徑

5.2 設(shè)置包含路徑為：

$PROJECT_DIR$是一個(gè)變量，表示當(dāng)前路徑，不要設(shè)成絕對(duì)路徑，否則拷貝到不同路徑就無(wú)法編譯了。

$PROJ_DIR$

$PROJ_DIR$halCMSISDeviceSTSTM32F4xxInclude

$PROJ_DIR$halSTM32F4xx_StdPeriph_Driverinc

$PROJ_DIR$freeRTOSinclude

$PROJ_DIR$freeRTOSportableIARARM_CM4F

$PROJ_DIR$Commoninclude示當(dāng)前工程目錄，利用這個(gè)變量就可以設(shè)置和工程相關(guān)的路徑了，不要設(shè)置為絕對(duì)路徑，否則如果工程拷貝到其他路徑，就無(wú)法正確編譯了。

并設(shè)置兩個(gè)宏：

USE_STDPERIPH_DRIVER

STM32F4XX

5.3 設(shè)置匯編器包含路徑

6. 設(shè)置鏈接配置文件

注：如果遇到下面的錯(cuò)誤，應(yīng)該是你使用了老版本的startup_stm32f4xx.s

Warning［25］： Label ‘CAN2_SCE_IRQHandler’ is defined pubweak in a section implicitly declared root

官方例子中下面路徑的startup_stm32f4xx.s為老版本

CMSISDeviceSTSTM32F4xxSourceTemplatesiar

該警告詳細(xì)信息可參考：

https://www.iar.com/knowledge/support/technical-notes/assembler/warning25-label-xxxxx-is-defined-pubweak-in-a-section-implicitly-declared-root/

編譯運(yùn)行

設(shè)置ST-Link

總結(jié)一下官方的例子，要直接拿來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品有很多不需要的文件，可以按照本文的步驟做些刪減，先建立這樣一個(gè)基本工程，然后就可以結(jié)合自己的實(shí)際硬件以及需求，開(kāi)始做應(yīng)用開(kāi)發(fā)了。

編輯：jq