STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序


一、FreeRTOS原理

FreeRTOS:
FreeRTOS是一个源码公开的免费的嵌入式实时操作系统,通过研究其内核可以更好地理解嵌入式操作系统的实现原理.本文主要阐述FreeRTOS系统中的任务调度机制、时间管理机制、任务管理机制以及内存分配策略的实现原理,并指出FreeRTOS在应用中的优缺点。

在嵌入式领域中,嵌入式实时操作系统正得到越来越广泛的应用。采用嵌入式实时操作系统(RTOS)可以更合理、更有效地利用CPU的资源,简化应用软件的设计,缩短系统开发时间,更好地保证系统的实时性和可靠性。由于RTOS需占用一定的系统资源(尤其是RAM资源),只有μC/OS-II、embOS、salvo、FreeRTOS等少数实时操作系统能在小RAM单片机上运行。相对于C/OS-II、embOS等商业操作系统,FreeRTOS操作系统是完全免费的操作系统,具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点,可以方便地移植到各种单片机上运行。

详细:嵌入式操作系统FreeRTOS 的原理与实现


FreeRTOS移植

为什么要在stm32 f103上面移植freertos
stm32 f103 以他的全面的文档,亲民的价格,强大的功能。成为无数微设备的方案首选。在市场上有极大的使用量。市场占有率也是非常的高。freertos作为一个开源的微型操作系统,凭借着它的资源占用小,功能强大,文档齐全,成为各大芯片公司都支持的操作系统,也是程序员操作系统学习的不二首选。所以,把这两者结合起来,除了能给我们的产品提供强大的支撑之外,还积累的很多基础技术。

移植过程:
移植freertos到stm32 f103 的基本流程和总结


二、在STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序

1.任务要求

task1,每间隔500ms闪烁(变化)一次LED;task2,每间隔2000ms,向串口发送一次指令数据“helloworld!";task3,每间隔5000ms,从AHT20采集一次温湿度数据(不考虑硬件情况,仅写出整个多任务框架模拟代码)。

2.编写程序

由于我自己在进行FreeRTOS移植的过程中出现了很多问题,所以我是直接使用的已经移植好的FreeRTOS stm32

下载链接:野火STM32F103指南者开发板资料链接

下载如图路径勾选的两个:(其中书籍配套程序是已经有移植好的程序,FreeRTOS源码则是自己移植需要的代码)在这里插入图片描述
然后我们解压如图文件夹
在这里插入图片描述
解压后进入文件夹点击Project->RVMDK(uv5),然后打开工程文件

在这里插入图片描述
进入后打开main.c(原来main.c所执行的程序与我们要执行的不一样,所以我们需要进行修改)
在这里插入图片描述
根据任务描述,我们需要更改LED2,以及添加一个AHT20程序。代码如下:(乱码是因为keil里没有进行翻译)

/* FreeRTOS头文件 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/* 开发板硬件bsp头文件 */
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_usart.h"


 /* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
/* LED1任务句柄 */
static TaskHandle_t LED1_Task_Handle = NULL;
/* hello任务句柄 */
static TaskHandle_t hello_Task_Handle = NULL;
/* AHT任务句柄 */
static TaskHandle_t AHT_Task_Handle = NULL;



static void AppTaskCreate(void);/* 用于创建任务 */

static void LED1_Task(void* pvParameters);/* LED1_Task任务实现 */
static void hello_Task(void* pvParameters);/* hello_Task任务实现 */
static void AHT_Task(void* pvParameters);

static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 */

int main(void)
{
    
    	
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */

  /* 开发板硬件初始化 */
  BSP_Init();
  printf("这是一个[野火]-STM32全系列开发板-FreeRTOS-动态创建多任务实验!\r\n");
   /* 创建AppTaskCreate任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate,  /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"AppTaskCreate",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )1, /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&AppTaskCreate_Handle);/* 任务控制块指针 */ 
  /* 启动任务调度 */           
  if(pdPASS == xReturn)
    vTaskStartScheduler();   /* 启动任务,开启调度 */
  else
    return -1;  
  
  while(1);   /* 正常不会执行到这里 */    
}

static void AppTaskCreate(void)
{
    
    
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */
  
  taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
  
  /* 创建LED_Task任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )LED1_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"LED1_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,	/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )2,	    /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&LED1_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建LED1_Task任务成功!\r\n");
  
	/* 创建hello */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )hello_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"hello_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,	/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )3,	    /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&hello_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建hello_Task任务成功!\r\n");
	
	
	/* 创建AHT*/
	 xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AHT_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"AHT_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,	/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )3,	    /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&AHT_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建AHT_Task任务成功!\r\n");
  
  vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务
  
  taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}

static void LED1_Task(void* parameter)
{
    
    	
    while (1)
    {
    
    
        LED1_ON;
        vTaskDelay(500);   /* 延时500个tick */
        printf("LED1_Task Running,LED1_ON\r\n");
        
        LED1_OFF;     
        vTaskDelay(500);   /* 延时500个tick */		 		
        printf("LED1_Task Running,LED1_OFF\r\n");
    }
}


static void hello_Task(void* parameter)
{
    
    	
    while (1)
    {
    
    
        vTaskDelay(2000);  
        printf("hello World!\r\n");
            
    }
}
static void AHT_Task(void* parameter)
{
    
    	
     while (1)
    {
    
    
        vTaskDelay(5000);  
        printf("温湿度为:\r\n");
            
    }
}

static void BSP_Init(void)
{
    
    
	NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );
	
	/* LED 初始化 */
	LED_GPIO_Config();

	/* 串口初始化	*/
	USART_Config();
  
}

编译生成hex文件
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烧录到stm32中
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