STM32F4移植FreeRTOS V10.3.1

                                                                        STM32F429移植FreeRTOS

 

一、环境

Win10、Keil uVision5、STM32CubeMX、STM32F429IGT6

二、准备工作

2.1创建基于HAL库的STM32F429基础工程

    创建新项目,MCU型号选择STM32F429IGTx,然后开始项目。

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选择使用外部高速时钟,时钟源为外部晶振,然后配置系统时钟,根据晶振频率将系统时钟配置到180MHz。

      

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配置USART1为异步收发串口模式,设定为115200波特率,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验,配置USART1相关外设IO引脚,启用USART1 DMA收发传输,启用USART1中断和其DMA收发关联通道中断并设定优先级。

 

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在项目管理子页面对项目相关配置项以及代码生成项进行相关配置。

 

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建议对HAL时基源选择为SysTick以外的时钟源。

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以上步骤完成后点击生成代码,代码生成完以后用Keil uVision5打开项目并进行编译,此时编译应该是能正常编译的。

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经过以上步骤,我们创建了不含有FreeRTOS的基础工程(如果想使用CMSIS接口的也可以在配置时直接勾选使用FreeRTOS中间件)。

2.2获取FreeRTOS源码

FreeRTOS作为开源RTOS,允许开源商用,可以在其官方网站找到源码获取入口(官方网址为:www.freertos.org)。进入官网后,在首页点击下载FreeRTOS,进入下载页面点击下载。这里我获取的是FreeRTOS V10.3.1的源码。

 

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三、FreeRTOS移植

       在STM32CubeMX生成的项目目录中添加子目录FreeRTOS。将官方源码中Source目录中的所有内容全部复制到我们创建的FreeRTOS目录下。保留FreeRTOS\portable目录下的Keil、MemMang、RVDS,其他的可以删除(其实Keil也可以删除)。

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在Keil uVision5中创建分组FreeRTOS_CORE、FreeRTOS_PORTABLE。将FreeRTOS目录下的croutine.c、event_groups.c、list.c、queue.c、stream_buffer.c、tasks.c、timers.c全部添加到分组FreeRTOS_CORE。将FreeRTOS\portable\MemMang\heap_4.c和FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM4F\port.c添加到分组FreeRTOS_PORTABLE。

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然后将FreeRTOS的相关头文件路径添加到项目中。

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将官方Demo中的FreeRTOS复制到我们的工程目录FreeRTOS\include中去。

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将FreeRTOSConfig.h中第45行左右的 #ifdef __ICCARM__ 修改为 #ifdef __CC_ARM以便和我们使用的编译器匹配。

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将FreeRTOSConfig.h中目前没有实现的没有使用的钩子函数开启宏关闭(官方Demo中开启了这些宏):configUSE_IDLE_HOOK、configUSE_TICK_HOOK、configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW、configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK。

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打开文件stm32f4xx_it.c,找到SVC_Handler、PendSV_Handler、SysTick_Handler的函数定义将其屏蔽,因为这三个函数和FreeRTOS内核息息相关,在FreeRTOS内核源码中有具体实现,屏蔽掉是为了祛除重定义。

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这时候编译,会正常通过。

四、添加基础功能

经过以上步骤实际上已经基本完成了FreeRTOS V10.3.1在STM32F429IGT6的移植,但是为了方便测试,我们还将添加一些基础功能。

4.1串口DMA发送

添加USART1_Tx DMA传输N字节相关代码段:

#define USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE 1024
uint8_t Usart1_Tx_DMA_Buffer[USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE+1];
uint16_t Usart1_DMASend_NBytes(uint8_t* buffer, uint16_t size)
{
	uint16_t size_t=0;
	if(!size) return 0;
	size_t = (size > USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE ? USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE : size);	
	while(0 != __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_tx)){;}  
  if(buffer!=NULL) 
	{
		memcpy(&Usart1_Tx_DMA_Buffer[0], buffer,size_t);
	}
  HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, Usart1_Tx_DMA_Buffer, size_t);		
  return size;
}

创建几个简单的FreeRTOS任务:

#define START_TASK_PRIO		1												 
#define START_STK_SIZE 		128  										 
TaskHandle_t StartTask_Handler;										 
void start_task(void *pvParameters);							 

#define USART1_SEND_TASK_PRIO		2									 
#define USART1_SEND_STK_SIZE 		256  							 	
TaskHandle_t USART1_SendTask_Handler;							 
void USART1_Send_task(void *pvParameters);			

#define APP_TASK_PRIO		3								 
#define APP_STK_SIZE 		256  							 	
TaskHandle_t APP_Task_Handler;							 
void APP_task(void *pvParameters);

#define SENSOR_TASK_PRIO		4							 
#define SENSOR_STK_SIZE 		256  							 	
TaskHandle_t Sensor_Task_Handler;							 
void Sensor_task(void *pvParameters);

#define USART1_TX_Q_NUM    5  		 
QueueHandle_t Queue_Usart1_tx;	   

#define MAX_FRAME_COMM_BUFFER_SIZE USART1_TX_DMA_BUFFER_MAX_SIZE
typedef struct 
{
    uint8_t* start_addr;  			
    uint16_t len;    					  
}Usart1_Tx_Buffer_Typedef;

int main(void)
{
	BaseType_t TaskCreateStatus;	
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
	
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, 
                (const char*    )"start_task",          	
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        
                (void*          )NULL,  
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,  
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler); 
	if(pdPASS == TaskCreateStatus)
	{
		//printf(" start_task create success\r\n");
	}
    vTaskStartScheduler();          
 
  while (1)
  {
  }
}

void start_task(void *pvParameters)
{
	BaseType_t TaskCreateStatus;	  
	taskENTER_CRITICAL();           
  Queue_Usart1_tx=xQueueCreate(USART1_TX_Q_NUM,sizeof(Usart1_Tx_Buffer_Typedef));   
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )USART1_Send_task,     	
                (const char*    )"USART1_Send_task",   	
                (uint16_t       )USART1_SEND_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )USART1_SEND_TASK_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&USART1_SendTask_Handler);  
	if(pdPASS == TaskCreateStatus)
	{
		//printf(" LED0Task create success\r\n");
	}
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )APP_task,     	
                (const char*    )"APP_task",   	
                (uint16_t       )APP_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )APP_TASK_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&APP_Task_Handler);  
	if(pdPASS == TaskCreateStatus)
	{
		//printf(" LED0Task create success\r\n");
	}
  TaskCreateStatus= xTaskCreate((TaskFunction_t )Sensor_task,     	
                (const char*    )"Sensor_task",   	
                (uint16_t       )SENSOR_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )SENSOR_TASK_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&Sensor_Task_Handler);  
	if(pdPASS == TaskCreateStatus)
	{
		//printf(" LED0Task create success\r\n");
	}					
	vTaskDelete(StartTask_Handler); 
  taskEXIT_CRITICAL();            
}

void USART1_SendData(uint8_t *pData,uint16_t len)
{	
    Usart1_Tx_Buffer_Typedef 	Tx_Buff;
	
    Tx_Buff.start_addr 	= pData;
    Tx_Buff.len 				= len;
    xQueueSendToBack(Queue_Usart1_tx,(void *)&Tx_Buff,portMAX_DELAY);  
}
		
void USART1_Send_task(void *pvParameters)
{
		Usart1_Tx_Buffer_Typedef Tx_Type;
		BaseType_t res = pdTRUE;
    while(1)
    {
        res = xQueueReceive(Queue_Usart1_tx,&Tx_Type,portMAX_DELAY);  
				if(res == pdTRUE) Usart1_DMASend_NBytes(Tx_Type.start_addr,Tx_Type.len);//通过DMA发送	
			  vTaskDelay(10);    
    } 
}

void APP_task(void *pvParameters)
{
	uint8_t testOut[128];
	uint32_t index=0;
	while(1)
	{
		sprintf((char*)testOut,"APP_task %u \r\n",index++);
		USART1_SendData(testOut,strlen((const char*)testOut));
		vTaskDelay(100);                           
	}
}

void Sensor_task(void *pvParameters)
{
	uint8_t testOut2[128];
	uint32_t index=0;
	while(1)
	{
		sprintf((char*)testOut2,"Sensor_task %u \r\n",index++);
		USART1_SendData(testOut2,strlen((const char*)testOut2));
		vTaskDelay(100);                        
	}
}

4.2下载验证

将工程进行编译、下载验证,符合预期。

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五、项目完整源码下载连接

https://download.csdn.net/download/smallerxuan/12551345

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