【前言】
在单片机中，使用FreeRTOS来实现多任务管理，是非常有必要的工作。由于max32625没有提供freertos的demo，因此需要自己来摸索移植。
【源码】
在freertos官网下载好源码。https://www.freertos.org/
【移植前准备】
1、首先在移植前需要准备tick。我这里使用systick来做为freertos的心跳。在mxc_sys.c中有systickconfig的配置函数。
/******************************************************************************/
int SYS_SysTick_Config(uint32_t ticks, int clk_src)
{
if(ticks == 0)
return E_BAD_PARAM;
/* If SystemClock, call default CMSIS config and return */
if (clk_src) {
return SysTick_Config(ticks);
} else { /* External clock source requested
enable RTC clock in run mode*/
MXC_PWRSEQ->reg0 |= (MXC_F_PWRSEQ_REG0_PWR_RTCEN_RUN);
/* Disable SysTick Timer */
SysTick->CTRL = 0;
/* Check reload value for valid */
if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) {
/* Reload value impossible */
return E_BAD_PARAM;
}
/* set reload register */
SysTick->LOAD = ticks - 1;
/* set Priority for Systick Interrupt */
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);
/* Load the SysTick Counter Value */
SysTick->VAL = 0;
/* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer leaving clock source as external */
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
/* Function successful */
return E_NO_ERROR;
}
}需要传入两个参数SYS_SysTick_Config(sysTicks, USE_SYSTEM_CLK); //我这里使用外部LSE即32768Hz的源，0分频。
2、实现systick的中断回调函数：
extern void xPortSysTickHandler(void);
//systick中断服务函数
void SysTick_Handler(void)
{
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
{
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
LED_Toggle(0);
}在中断回调函数，调用freerto的中断，来为freeRTOS提供心路包。同时翻转LED0来检测心跳包是否准确。
【移植源码】
1、将下载到的freertos放入工程中：
2、在mdk中添加一个分组，将\FreeRTOS-KernelV10.5.1目录下的croutine.c、event_groups.c、list.c、queue.c、stream_buffer.c、tasks.c、timers.c加入到工程中。
3、将FreeRTOS-KernelV10.5.1\portable\MemMang下的heap_4.c加入工程中。
4、将\FreeRTOS-KernelV10.5.1\portable\RVDS\ARM_CM4F下面的port.c加入工程：
5、添加头文件地址到工程中：
..\FreeRTOS-KernelV10.5.1\include ..\FreeRTOS-KernelV10.5.1\portable\MemMang ..\FreeRTOS-KernelV10.5.1\portable\RVDS\ARM_CM4F
6、编写freeRTOSConfi.h
#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_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 <stdint.h>
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 1
//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 1
//使用递归互斥信号量
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1
//为1时使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1
/* 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 0
/********************************************************************
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 1
//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 1
//#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 */【编写验证代码】
在main.c中编写代码如下：
/*******************************************************************************
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*
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* copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
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* and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
* Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
*
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* in all copies or substantial portions of the Software.
*
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*
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*
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* of trade secrets, proprietary technology, copyrights, patents,
* trademarks, maskwork rights, or any other form of intellectual
* property whatsoever. Maxim Integrated Products, Inc. retains all
* ownership rights.
*
* $Date: 2018-01-07 18:24:40 -0600 (Sun, 07 Jan 2018) $
* $Revision: 32709 $
*
******************************************************************************/
/**
* @file main.c
* @brief Demonstrates the SysTick timer and interrupt. Toggles LED0 every SysTick period.
*/
/***** Includes *****/
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include "mxc_config.h"
#include "mxc_sys.h"
#include "nvic_table.h"
#include "board.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/***** Definitions *****/
#define USE_SYSTEM_CLK 0
#define SYSTICK_PERIOD_SYS_CLK 4800000 //50ms with 96MHz system clock
#define SYSTICK_PERIOD_EXT_CLK 32768 //1ms with 32768Hz external RTC clock
/***** Globals *****/
/***** Functions *****/
//任务优先级
#define START_TASK_PRIO 0
//任务堆栈大小
#define START_STK_SIZE 256
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);
//任务优先级
#define LED1_TASK_PRIO 2
//任务堆栈大小
#define LED1_STK_SIZE 256
//任务句柄
TaskHandle_t LED1Task_Handler;
//任务函数
void led1_task(void *pvParameters);
//任务优先级
#define LED2_TASK_PRIO 3
//任务堆栈大小
#define LED2_STK_SIZE 256
//任务句柄
TaskHandle_t LED2Task_Handler;
//任务函数
void led2_task(void *pvParameters);
extern void xPortSysTickHandler(void);
//systick中断服务函数
void SysTick_Handler(void)
{
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
{
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
LED_Toggle(0);
}
// *****************************************************************************
int main(void)
{
printf("sys Clock:%u Hz\n",SystemCoreClock);
printf("\n************ Blinky SysTick ****************\n");
uint32_t sysTicks;
if(USE_SYSTEM_CLK)
sysTicks = SYSTICK_PERIOD_SYS_CLK;
else
sysTicks = SYSTICK_PERIOD_EXT_CLK;
uint32_t error = SYS_SysTick_Config(sysTicks, USE_SYSTEM_CLK);
printf("SysTick Clock = %u Hz\n", SYS_SysTick_GetFreq());
printf("SysTick Period = %u?s ticks\n", sysTicks);
if(error != E_NO_ERROR) {
printf("ERROR: Ticks is not valid");
LED_On(2);
}
LED_On(0);
//创建开始任务
xTaskCreate( start_task,
(const char*)"start_task",
(uint16_t )START_STK_SIZE,
(void*)NULL,
(UBaseType_t)START_TASK_PRIO,
(TaskHandle_t* )&StartTask_Handler);
vTaskStartScheduler();
while(1) {}
}
//开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区
//创建LED0任务
xTaskCreate((TaskFunction_t )led1_task,
(const char* )"led1_task",
(uint16_t )LED1_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )LED1_TASK_PRIO,
(TaskHandle_t* )&LED1Task_Handler);
//创建LED1任务
xTaskCreate((TaskFunction_t )led2_task,
(const char* )"led2_task",
(uint16_t )LED2_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )LED2_TASK_PRIO,
(TaskHandle_t* )&LED2Task_Handler);
vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
}
//LED0任务函数
void led1_task(void *pvParameters)
{
while(1)
{
printf("led1_task\r\n");
LED_Toggle(1);
vTaskDelay(500);
}
}
//LED1任务函数
void led2_task(void *pvParameters)
{
while(1)
{
printf("task2\r\n");
LED_Toggle(2);
vTaskDelay(200);
}
}【实验效果】
下载到开发板后，可以看到两个LED灯规律的闪烁。同时也打印出信息：
使用示波器监测LED1,也是对的：
STM32
MCU
通讯及无线技术
物联网技术
电子DIY
板卡试用
基础知识
软件与操作系统
我爱生活
小e食堂
