安富莱_STM32-V5开发板_FreeRTOS教程（V1.0）
static QueueHandle_t xQueue1 = NULL
static QueueHandle_t xQueue2 = NULL
typedef struct Msg
{
uint8_t ucMessageID
uint16_t usData[2]
uint32_t ulData[2]
}MSG_T
MSG_T g_tMsg
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AppObjCreate
* 功能说明: 创建任务通信机制
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppObjCreate (void)
{
xQueue1 = xQueueCreate(10, sizeof(uint8_t))
if( xQueue1 == 0 )
{
/* 没有创建成功，用户可以在这里加入创建失败的处理机制 */
}
/* 创建 10 个存储指针变量的消息队列，由于 CM3/CM4 内核是 32 位机，一个指针变量占用 4 个字节 */
xQueue2 = xQueueCreate(10, sizeof(struct Msg *))
if( xQueue2 == 0 )
{
/* 没有创建成功，用户可以在这里加入创建失败的处理机制 */
}
}
//初始化定义
uint8_t ucCount = 0
/* while循环里实现向 xQueue2 发送数据 */
ucCount++
/* 向消息队列发数据，如果消息队列满了，等待 10 个时钟节拍 */
if( xQueueSend(xQueue1,
(void *) &ucCount,
(TickType_t)10) != pdPASS )
{
/* 发送失败，即使等待了 10 个时钟节拍 */
printf("向 xQueue1 发送数据失败，即使等待了 10 个时钟节拍\r\n")
}
else
{
/* 发送成功 */
printf("向 xQueue1 发送数据成功\r\n")
}
//初始化定义
MSG_T *ptMsg
/* 初始化结构体指针 */
ptMsg = &g_tMsg
/* 初始化数组 */
ptMsg->ucMessageID = 0
ptMsg->ulData[0] = 0
ptMsg->usData[0] = 0
/* while循环里实现向 xQueue2 发送数据 */
ptMsg->ucMessageID++
ptMsg->ulData[0]++
ptMsg->usData[0]++
/* 使用消息队列实现指针变量的传递 */
if(xQueueSend(xQueue2, /* 消息队列句柄 */
(void *) &ptMsg, /* 发送结构体指针变量 ptMsg 的地址 */
(TickType_t)10) != pdPASS )
{
/* 发送失败，即使等待了 10 个时钟节拍 */
printf("向 xQueue2 发送数据失败，即使等待了 10 个时钟节拍\r\n")
}
else
{
/* 发送成功 */
printf("向 xQueue2 发送数据成功\r\n")
}
static QueueHandle_t xQueue1 = NULL
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: vTaskMsgPro
* 功能说明: 使用函数 xQueueReceive 接收任务 vTaskTaskUserIF 发送的消息队列数据(xQueue1)
* 形 参: pvParameters 是在创建该任务时传递的形参
* 返 回 值: 无
* 优 先 级: 3
*********************************************************************************************************
*/
static void vTaskMsgPro(void *pvParameters)
{
BaseType_t xResult
const TickType_t xMaxBlockTime = pdMS_TO_TICKS(300)/* 设置最大等待时间为 300ms */
uint8_t ucQueueMsgValue
while(1)
{
xResult = xQueueReceive(xQueue1, /* 消息队列句柄 */
(void *)&ucQueueMsgValue, /* 存储接收到的数据到变量 ucQueueMsgValue 中 */
(TickType_t)xMaxBlockTime)/* 设置阻塞时间 */
if(xResult == pdPASS)
{
/* 成功接收，并通过串口将数据打印出来 */
printf("接收到消息队列数据 ucQueueMsgValue = %d\r\n", ucQueueMsgValue)
}
else
{
/* 超时 */
bsp_LedToggle(1)
bsp_LedToggle(4)
}
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: vTaskLED
* 功能说明: 使用函数 xQueueReceive 接收任务 vTaskTaskUserIF 发送的消息队列数据(xQueue2)
* 形 参: pvParameters 是在创建该任务时传递的形参
* 返 回 值: 无
* 优 先 级: 2
*********************************************************************************************************
*/
static void vTaskLED(void *pvParameters)
{
MSG_T *ptMsg
BaseType_t xResult
const TickType_t xMaxBlockTime = pdMS_TO_TICKS(200)/* 设置最大等待时间为 200ms */
while(1)
{
xResult = xQueueReceive(xQueue2, /* 消息队列句柄 */
(void *)&ptMsg, /* 这里获取的是结构体的地址 */
(TickType_t)xMaxBlockTime)/* 设置阻塞时间 */
if(xResult == pdPASS)
{
/* 成功接收，并通过串口将数据打印出来 */
printf("接收到消息队列数据 ptMsg->ucMessageID = %d\r\n", ptMsg->ucMessageID)
printf("接收到消息队列数据 ptMsg->ulData[0] = %d\r\n", ptMsg->ulData[0])
printf("接收到消息队列数据 ptMsg->usData[0] = %d\r\n", ptMsg->usData[0])
}
else
{
/* 超时 */
bsp_LedToggle(2)
bsp_LedToggle(3)
}
}
}
/*按键或什么外部触发启动定时器*/
printf("启动单次定时器中断，50ms 后在定时器中断给任务 vTaskMsgPro 发送消息\r\n")
bsp_StartHardTimer(1 ,50000, (void *)TIM_CallBack1)
printf("启动单次定时器中断，50ms 后在定时器中断给任务 vTaskLED 发送消息\r\n")
bsp_StartHardTimer(2 ,50000, (void *)TIM_CallBack2)
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: TIM_CallBack1 和 TIM_CallBack2
* 功能说明: 定时器中断的回调函数，此函数被 bsp_StartHardTimer 所调用。
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static uint32_t g_uiCount = 0/* 设置为全局静态变量，方便数据更新 */
static void TIM_CallBack1(void)
{
BaseType_t xResult
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE
/* 中断消息处理，此处省略 */
……
g_uiCount++
/* 向消息队列发数据 */
xQueueSendFromISR(xQueue1,
(void *)&g_uiCount,
&xHigherPriorityTaskWoken)
/* 如果 xHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE，那么退出中断后切到当前最高优先级任务执行 */
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken)
}
static void TIM_CallBack2 (void)
{
MSG_T *ptMsg
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE
/* 中断消息处理，此处省略 */
……
/* 初始化结构体指针 */
ptMsg = &g_tMsg
/* 初始化数组 */
ptMsg->ucMessageID++
ptMsg->ulData[0]++
ptMsg->usData[0]++
/* 向消息队列发数据 */
xQueueSendFromISR(xQueue2,
(void *)&ptMsg,
&xHigherPriorityTaskWoken)
/* 如果 xHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE，那么退出中断后切到当前最高优先级任务执行 */
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken)
}
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FreeRTOSConfig.h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_4.c文件路径Source/portable/MemMang，port.c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FreeRTOSConfig.h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main.c中添加一下几个头文件
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "croutine.h"
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port.c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
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