微型的 *** 作系统有哪些各有什么特点

这需要 加入向量表的定义；

加入这段话

#ifdef VECT_TAB_RAM

/ Set the Vector Table base location at 0x20000000 /

NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); //向量表位于RAM

#else / VECT_TAB_FLASH /

/ Set the Vector Table base location at 0x08000000 /

NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); //向量表位于FLASH

#endif

也可以直接写入；

NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); //向量表位于RAM

祝你成功！

参考和感谢zhzht19861011：FreeRTOS队列分析

队列是主要的任务间通讯方式， 可以在任务与任务间、中断和任务间传送信息。

大多数情况下，队列用于具有线程保护的FIFO（先进先出）缓冲区。

发送到队列的消息是通过拷贝实现的，这意味着队列存储的数据是原数据，而不是原数据的引用。

API函数允许指定阻塞时间。

队列的基本用法：

创建队列API函数xQueueCreate()，但其实这是一个宏，只是定义的像函数而已。真正被执行的函数是xQueueGenericCreate()，我们称这个函数为通用队列创建函数。

参数ucQueueType只是用来可视化跟踪调试用 。

首先调用函数prvAllocateQueueMemory分配队列结构体和队列项存储空间，结构体和队列项在存储空间上是连续的。

分配成功后初始化成员，然后调用函数xQueueGenericReset()初始化剩下的结构体成员。

假设我们申请了3个队列项，每个队列项占用4字节存储空间（即uxLength=3、uxItemSize=4），则经过初始化后的队列内存如图所示。

队列项入队也称为投递（Send），分为带中断保护的入队 *** 作和不带中断保护的入队 *** 作。每种情况下又分为从队列尾部入队和从队列首部入队两种 *** 作，从队列尾部入队还有一种特殊情况，覆盖式入队，即队列满后自动覆盖最旧的队列项。

这个函数用于入队 *** 作，绝不可以用在中断服务程序中。

调用函数prvCopyDataToQueue()将要入队的数据拷贝到队列。这个函数处理三种入队情况，第一种是队列项大小为0时（即队列结构体成员uxItemSize为0，比如二进制信号量和计数信号量），不进行数据拷贝工作，而是将队列项计数器加1（即队列结构体成员uxMessagesWaiting++）；第二种情况是从队列尾入队时，则将数据拷贝到指针pxQueue->pcWriteTo指向的地方、更新指针指向的位置、队列项计数器加1；第三种情况是从队列首入队时，则将数据拷贝到指针pxQueue->upcReadFrom指向的地方、更新指针指向的位置、队列项计数器加1。如果是覆盖式入队，还会调整队列项计数器的值。

队列结构体中有两个成员跟队列上锁有关：xRxLock和xTxLock。这两个成员变量为queueUNLOCKED（宏，定义为-1）时，表示队列未上锁；当这两个成员变量为queueLOCKED_UNMODIFIED（宏，定义为0）时，表示队列上锁。

在STM32中，可以使用多任务 *** 作系统（RTOS）来运行多个程序。常见的RTOS包括FreeRTOS、uC/OS和RTX等。这些RTOS提供了多任务调度、同步和通信机制，使得多个程序可以并行运行，从而提高系统的效率和可靠性。

使用RTOS需要在STM32上添加RTOS的库文件，并进行配置。然后在代码中创建多个任务并定义它们的优先级，RTOS会自动进行任务调度，让它们并行运行。下面是一个简单的示例代码：

```c

#include "FreeRTOSh"

#include "taskh"

void task1(void pvParameters) {

while (1) {

// task1的代码

}

}

void task2(void pvParameters) {

while (1) {

// task2的代码

}

}

int main(void) {

// 初始化RTOS

xTaskCreate(task1, "Task 1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);

xTaskCreate(task2, "Task 2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, NULL);

vTaskStartScheduler();

while (1) {

// 主循环的代码

}

}

```

在上面的示例中，创建了两个任务task1和task2，并分别定义了它们的优先级为1和2。然后调用了vTaskStartScheduler()函数启动RTOS的调度器，让它自动进行任务调度。最后在主循环中添加其他的代码。

需要注意的是，在RTOS中，所有任务都必须是无限循环的，否则任务执行完后会自动被删除。因此，任务的代码中应该始终包含一个无限循环语句。

1、函数 uxTaskPriorityGet()

此函数用来获取指定任务的优先级， 要使用此函数的话宏 INCLUDE_uxTaskPriorityGet 应该定义为 1， 函数原型如下：

参数：

xTask： 要查找的任务的任务句柄。

返回值： 获取到的对应的任务的优先级。

2、函数 vTaskPrioritySet()

此 函 数 用 于 改 变 某 一 个 任 务 的 任 务 优 先 级 ， 要 使 用 此 函 数 的 话 宏INCLUDE_vTaskPrioritySet 应该定义为 1，函数原型如下：

参数：

xTask： 要查找的任务的任务句柄。

uxNewPriority: 任务要使用的新的优先级， 可以是 0~ configMAX_PRIORITIES – 1。

返回值： 无。

3、 uxTaskGetSystemState()

此函数用于获取系统中所有任务的任务壮态，每个任务的壮态信息保存在一个 TaskStatus_t类型的结构体里面， 这个结构体里面包含了任务的任务句柄、任务名字、堆栈、优先级等信息，要使用此函数的话宏 configUSE_TRACE_FACILITY 应该定义为 1， 函数原型如下：

参数：

pxTaskStatusArray： 指向 TaskStatus_t 结构体类型的数组首地址，每个任务至少需要一个TaskStatus_t 结 构 体 ， 任 务 的 数 量 可 以 使 用 函 数uxTaskGetNumberOfTasks()。 结构体 TaskStatus_t 在文件 taskh 中有如下

定义：

uxArraySize: 保存任务壮态数组的数组的大小。

pulTotalRunTime: 如果 configGENERATE_RUN_TIME_STATS 为 1 的话此参数用来保存系统总的运行时间。

返回值： 统计到的任务壮态的个数，也就是填写到数组 pxTaskStatusArray 中的个

数，此值应该等于函数 uxTaskGetNumberOfTasks()的返回值。如果参数

uxArraySize 太小的话返回值可能为 0。

4、函数 vTaskGetInfo()

此函数也是用来获取任务壮态的，但是是获取指定的单个任务的壮态的，任务的壮态信息填充到参数 pxTaskStatus 中，这个参数也是 TaskStatus_t 类型的。要使用此函数的话宏configUSE_TRACE_FACILITY 要定义为 1，函数原型如下：

参数：

xTask： 要查找的任务的任务句柄。

pxTaskStatus: 指向类型为 TaskStatus_t 的结构体变量。

xGetFreeStackSpace: 在结构体 TaskStatus_t 中有个字段 usStackHighWaterMark 来保存自任务运行以来任务堆栈剩余的历史最小大小，这个值越小说明越接近堆栈溢出，但是计算这个值需要花费一点时间， 所以我们可以通过将xGetFreeStackSpace设置为pdFALSE来跳过这个步骤，当设置为pdTRUE的时候就会检查堆栈的历史剩余最小值。

eState: 结构体 TaskStatus_t 中有个字段 eCurrentState 用来保存任务运行壮态，

这个字段是 eTaskState 类型的，这是个枚举类型，在 taskh 中有如下定

义：

获取任务运行壮态会耗费不少时间，所以为了加快函数 vTaskGetInfo()的执行速度结构体 TaskStatus_t 中的字段 eCurrentState 就可以由用户直接赋值，参数 eState 就是要赋的值。如果不在乎这点时间，那么可以将 eState 设置为eInvalid，这样任务的壮态信息就由函数 vTaskGetInfo()去想办法获取。

返回值： 无

5、 函数 xTaskGetApplicationTaskTag()

此函数用于获取任务的 Tag(标签)值，任务控制块中有个成员变量 pxTaskTag 来保存任务的标签值。标签的功能由用户自行决定，此函数就是用来获取这个标签值的， FreeRTOS 系统内核是不会使用到这个标签的。要使用此函数的话宏 configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 必须为1，函数原型如下：

参数：

xTask： 要获取标签值的任务对应的任务句柄，如果为 NULL 的话就获取当前正在运行的任务标签值。

返回值： 任务的标签值。

6、 函数 xTaskGetCurrentTaskHandle()

此函数用于获取当前任务的任务句柄， 其实获取到的就是任务控制块，在前面讲解任务创建 函 数 的 时 候 说 过 任 务 句 柄 就 是 任 务 控 制 。 如 果 要 使 用 此 函 数 的 话 宏INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 应该为 1，函数原型如下：

参数： 无

返回值： 当前任务的任务句柄。

7、 函数 xTaskGetHandle()

此函数根据任务名字获取任务的任务句柄，在使用函数 xTaskCreate()或 xTaskCreateStatic()创建任务的时候都会给任务分配一个任务名，函数 xTaskGetHandle()就是使用这个任务名字来查询其对应的任务句柄的。 要使用此函数的话宏 INCLUDE_xTaskGetHandle 应该设置为 1，此函数原型如下：

参数：

pcNameToQuery： 任务名， C 语言字符串。

返回值：

NULL： 没有任务名 pcNameToQuery 所对应的任务。

其他值： 任务名 pcNameToQuery 所对应的任务句柄

8、函数 xTaskGetIdleTaskHandle()

此 函 数 用 于 返 回 空 闲 任 务 的 任 务 句 柄 ， 要 使 用 此 函 数 的 话 宏INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle 必须为 1，函数原型如下：

参数： 无

返回值： 空闲任务的任务句柄。

9、函数 uxTaskGetStackHighWaterMark()

每个任务都有自己的堆栈，堆栈的总大小在创建任务的时候就确定了，此函数用于检查任务从创建好到现在的历史剩余最小值， 这个值越小说明任务堆栈溢出的可能性就越大！FreeRTOS 把这个历史剩余最小值叫做“高水位线”。此函数相对来说会多耗费一点时间，所以在 代 码 调 试 阶 段 可 以 使 用 ， 产 品 发 布 的 时 候 最 好 不 要 使 用 。 要 使 用 此 函 数 的 话 宏INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark 必须为 1，此函数原型如下：

参数：

xTask： 要查询的任务的任务句柄，当这个参数为 NULL 的话说明查询自身任务(即调用函数 uxTaskGetStackHighWaterMark()的任务)的“高水位线”。

返回值： 任务堆栈的“高水位线”值，也就是堆栈的历史剩余最小值。

10、函数 eTaskGetState()

此函数用于查询某个任务的运行壮态，比如：运行态、阻塞态、挂起态、就绪态等，返回值是个枚举类型。要使用此函数的话宏 INCLUDE_eTaskGetState 必须为 1，函数原型如下：

参数：

xTask： 要查询的任务的任务句柄。

返回值： 返回值为 eTaskState 类型，这是个枚举类型，在文件 taskh 中有定义，前面讲解函数 vTaskGetInfo()的时候已经讲过了。

11、函数 pcTaskGetName()

根据某个任务的任务句柄来查询这个任务对应的任务名，函数原型如下：

参数：

xTaskToQuery： 要查询的任务的任务句柄，此参数为 NULL 的话表示查询自身任务(调

用函数 pcTaskGetName())的任务名字

返回值： 返回任务所对应的任务名。

12、函数 xTaskGetTickCount()

此函数用于查询任务调度器从启动到现在时间计数器 xTickCount 的值。 xTickCount 是系统的时钟节拍值，并不是真实的时间值。 每个滴答定时器中断 xTickCount 就会加 1， 一秒钟滴答定时器中断多少次取决于宏 configTICK_RATE_HZ。理论上 xTickCount 存在溢出的问题，但是这个溢出对于 FreeRTOS 的内核没有影响，但是如果用户的应用程序有使用到的话就要考虑溢出了。什么时候溢出取决于宏 configUSE_16_BIT_TICKS，当此宏为 1 的时候 xTixkCount 就是个 16 位的变量，当为 0 的时候就是个 32 位的变量。 函数原型如下：

参数： 无。

返回值： 时间计数器 xTickCount 的值。

13、函数 xTaskGetTickCountFromISR()

此函数是 xTaskGetTickCount()的中断级版本，用于在中断服务函数中获取时间计数器xTickCount 的值，函数原型如下：

参数： 无。

返回值： 时间计数器 xTickCount 的值。

14、 函数 xTaskGetSchedulerState()

此函数用于获取 FreeRTOS 的任务调度器运行情况：运行？关闭？还是挂起！ 要使用此函数的话宏 INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 必须为 1，此函数原型如下：

参数： 无。

返回值：

taskSCHEDULER_NOT_STARTED： 调 度 器 未 启 动 ， 调 度 器 的 启 动 是 通 过 函 数vTaskStartScheduler() 来 完 成 ， 所 以 在 函 数vTaskStartScheduler() 未 调 用 之 前 调 用 函 数xTaskGetSchedulerState()的话就会返回此值。

taskSCHEDULER_RUNNING： 调度器正在运行。

taskSCHEDULER_SUSPENDED： 调度器挂起。

15、 函数 uxTaskGetNumberOfTasks()

此函数用于查询系统当前存在的任务数量，函数原型如下：

参数： 无。

返回值： 当前系统中存在的任务数量， 此值=挂起态的任务+阻塞态的任务+就绪态的任务+空闲任务+运行态的任务。

16、函数 vTaskList()

此函数会创建一个表格来描述每个任务的详细信息

表中的信息如下：

Name： 创建任务的时候给任务分配的名字。

State： 任务的壮态信息， B 是阻塞态， R 是就绪态， S 是挂起态， D 是删除态。

Priority：任务优先级。

Stack： 任务堆栈的“高水位线”，就是堆栈历史最小剩余大小。

Num： 任务编号，这个编号是唯一的，当多个任务使用同一个任务名的时候可以通过此

编号来做区分。

函数原型如下：

参数：

pcWriteBuffer： 保存任务壮态信息表的存储区。 存储区要足够大来保存任务状态信息表。

返回值： 无

17、 函数 vTaskGetRunTimeStats()

FreeRTOS 可以通过相关的配置来统计任务的运行时间信息， 任务的运行时间信息提供了每个任务获取到 CPU 使用权总的时间。函数 vTaskGetRunTimeStats()会将统计到的信息填充到一个表里面，表里面提供了每个任务的运行时间和其所占总时间的百分比

函 数 vTaskGetRunTimeStats() 是 一 个 很 实 用 的 函 数 ， 要 使 用 此 函 数 的 话 宏configGENERATE_RUN_TIME_STATS 和 configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 必须都为 1。如果宏 configGENERATE_RUN_TIME_STATS 为 1 的话还需要实现一下几个宏定义：

● portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()，此宏用来初始化一个外设来提供时间统计功能所需的时基， 一般是定时器/计数器。这个时基的分辨率一定要比 FreeRTOS的系统时钟高，一般这个时基的时钟精度比系统时钟的高 10~20 倍就可以了。

● portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()或者portALT_GET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE(Time)， 这两个宏实现其中一个就行了，这两个宏用于提供当前的时基的时间值。

函数原型如下：

参数：

pcWriteBuffer： 保存任务时间信息的存储区。存储区要足够大来保存任务时间信息。

返回值： 无

18、函数 vTaskSetApplicationTaskTag()

此函数是为高级用户准备的，此函数用于设置某个任务的标签值 ，这个标签值的具体函数和用法由用户自行决定， FreeRTOS 内核不会使用这个标签值，如果要使用此函数的话宏configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 必须为 1， 函数原型如下：

参数：

xTask： 要设置标签值的任务，此值为 NULL 的话表示设置自身任务的标签值。

pxHookFunction： 要设置的标签值，这是一个 TaskHookFunction_t 类型的函数指针，但是也可以设置为其他值。

返回值： 无

19、函数 SetThreadLocalStoragePointer()

此函数用于设置线程本地存储指针的值，每个任务都有它自己的指针数组来作为线程本地存储，使用这些线程本地存储可以用来在任务控制块中存储一些应用信息，这些信息只属于任务 自 己 的 。 线 程 本 地 存 储 指 针 数 组 的 大 小 由 宏configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS 来决定的。如果要使用此函数的话宏configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS 不能为 0，宏的具体值是本地存储指针

数组的大小， 函数原型如下：

参数：

xTaskToSet： 要设置线程本地存储指针的任务的任务句柄，如果是 NULL 的话表示设置任务自身的线程本地存储指针。

xIndex： 要设置的线程本地存储指针数组的索引。

pvValue: 要存储的值。

返回值： 无

20、函数 GetThreadLocalStoragePointer()

此 函 数 用 于 获 取 线 程 本 地 存 储 指 针 的 值 ， 如 果 要 使 用 此 函 数 的 话 宏configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS 不能为 0，函数原型如下：

参数：

xTaskToSet： 要获取的线程本地存储指针的任务句柄，如果是 NULL 的话表示获取任务自身的线程本地存储指针。

xIndex： 要获取的线程本地存储指针数组的索引。

返回值： 获取到的线程本地存储指针的值

方法/步骤

嵌入式 *** 作系统有分时 *** 作系统和实时 *** 作系统，如果 *** 作系统能够使计算机系统及时响应外部事件请求，并能控制所有实时设备和实时任务协调运行，且能在一个规定的时间内完成对事件的处理，怎么这种系统称为实时 *** 作系统。

如果系统必须在极其严格的时间内完成的任务叫做硬件的实时 *** 作系统，如果不是很严格的话就是软件的实时 *** 作系统。

前往官网下载最新版的FreeRTOS系统，然后解压缩到本地。有两个文件夹，FreeRTOS文件夹里面是 *** 作系统内核，FreeRTOS-Plus里面是一些中间件如文件系统，网络协议栈等。

值得一提的是，FreeRTOS的教学用书和API参考手册电子版均已免费提供，建议在现在安装FreeRTOS的同时也一并下载到本地，以供后期学习查阅。

FreeRTOS的主要特点如下：

1 支持抢占式调度，合作式调度和时间片调度

2 具有低功耗模式，称为tickless模式

3 FreeRTOS-MPU支持M3/M4/M7内核的MPU（内存保护单元）

4 典型的内核使用大小在4k~9k

5 支持消息队列、二值信号量、计数信号量、递归信号量和互斥信号量，可用于任务与任务之间的消息传递和同步，任务与终端间的消息传递和同步

6 任务数量不限，任务优先级数量不限

7 高效的软件定时器，不需要损耗额外的CPU时间，除非需要执行定时器任务

8 任务间直接的消息传递，速度较快

9 FreeRTOS的队列是其它通信和同步机制的基础

移植FreeRTOS之前，原有的工程（比如跑马灯，越简单越好）中不能有SysTick、PendSV和SVC三个系统中断的使用，因为FreeRTOS系统要使用这三个中断。

1 准备好简单工程的模板

2 在工程模板中创建FreeRTOS文件夹，并将解压后源码FreeRTOS文件夹中Source目录下的所有内容复制进来

3 在user目录下需要手动窗件FreeRTOSConfigh的配置文件，也可以从官方demo中拿来修改后使用，比如从下载的源码目录下的FreeRTOS/Demo/CORTEX_M4F_STM32F407ZG-SK中进行拷贝

4 将源码文件添加到MDK的工程目录中，其中heap_4c文件路径Source/portable/MemMang，portc的路径FreeRTOS/Source/portable/RVDS/ARM_CM4F，这是因为我们使用的M451是CM4F内核的

在工程中添加新的头文件搜索路径：

\FreeRTOS\include;

\FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM4F

打开FreeRTOSConfigh配置文件，根据自己硬件配置进行修改

1 首先将文件开头的__ICCARM__修改为__CC_ARM，即把编译器从IAR改为RealView

2 将以下宏配置为0

configUSE_IDLE_HOOK

configUSE_TICK_HOOK

configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW

configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK

3 #define configUSE_PREEMPTION 1 将会使能抢占式调度器

4 #define configCPU_CLOCK_HZ ( SystemCoreClock )设置系统主频（M451的系统主频为72MHz）

5 #define configTICK_RATE_HZ ( ( TickType_t ) 1000 )设置系统节拍为1kHz，即1ms

6 #define configMAX_PRIORITIES ( 5 )定义可供用户使用的最大优先级数为5，那么用户可以使用的优先级号是0,1,2,3,4

6 #define configTOTAL_HEAP_SIZE ( ( size_t ) ( 30 1024 ) )定义堆大小，FreeRTOS内核，用户动态申请内存，任务栈等都需要这个空间

4 将工程整体重新编译一次，这样FreeRTOS基本移植结束了

编写测试程序来验证一致的FreeRTOS是否已经可以使用

1 在mainc中添加一下几个头文件

#include "FreeRTOSh"

#include "taskh"

#include "queueh"

#include "croutineh"

2 在main函数的开头，禁止全局中断（除了NMI和HardFault），具体方法是：__set_PRIMASK(1);这样做的好处是可以防止执行的中断服务程序中有FreeRTOS的API函数，保证系统正常启动，不受别的中断影响。在portc中的函数prvStartFirstTask中会重新开启全局中断

3 创建任务AppTaskCreate();

4 启动调度，开始执行任务vTaskStartScheduler();

烧写程序，运行，可以从串口看到正确的输出信息

MQX与FreeRTOS都是开源免费的实时 *** 作系统，商业应用免费。MQX有NXP公司长期支持，其中MQX系统有RTCS、文件系统MFS、USB主机/设备协议栈等配套软件集合。大大缩短软件开发周期，应用于多种平台；FreeRTOS是不多的同时具有实行性，开源性，可靠性，易用性，多平台支持等特点的嵌入式 *** 作系统。目前，FreeRTOS已经发展到支持包含X86，Xilinx，Altera等多达30种的硬件平台。μC/OS-III是专门为计算机的嵌入式应用设计的，μC/OS-III 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点， 最小内核可编译至 2KB 。uC/OS-III是最新的RTOS，评估应用免费，商业开发需付费，包含多种套件文件系统、GUI、TCP/IP组件等。

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