本文主要介绍了如何创建FreeRTOS的任务，基于STM32F767 Nucleo-144平台,在CubeIDE下进行开发,结合官方的HAL库。如果觉得不错，欢迎关注、分享、收藏、点赞。希望能帮助到大家，如有错误敬请指出，谢谢！
文章目录
- FreeRTOS
- 获取源码
- 源码结构
- CubeMX 整合 RTOS
- 新建RTOS任务
- 总结
FreeRTOS是免费的嵌入式实时系统,可以访问官网,至少目前是免费,并且社区相当活跃,但是以后会不会被割韭菜就不清楚了,所以感觉还是支持国产比较好,大家可以参考一下RT-Thread；
- FreeRTOS-Kernel:这个仓库是RTOS最核心的东西,很纯净,包括调度算法,信号量,内存管理等等,它同时作为一个子模块存在于FreeRTOS仓库中；
- FreeRTOS:这个仓库是比较全的源码,除了核心的部分,还包括对各个芯片平台的支持以及各个主流IDE的demo,因此如果要移植的话,主要还是下载这个源码；
但是本文暂不会介绍如何移植RTOS,在远古时期,因为第三方的支持力度不够,因此有一些平台只能自己移植,现在第三方的支持相当于给力,直接拿来用即可.
自动生成的代码中找到FreeRTOS的源码如下；
对于相应的文件夹和源码文件做一下介绍；
CMSIS_RTOS_V2:这是API的版本,对应的还有CMSIS_RTOS_V1；portable:这里主要是移植的时候需要修改的一些文件,针对不同的MCU以及不同的编译器,需要对这块进行修改；portmacro.h:定义编译器相关的数据类型和中断处理的宏定义;port.c:实现任务的堆栈初始化、systick和任务上下文切换；
MemMang:内存管理的文件,目前主要用heap_1.c,heap_2.c,heap_3.c,heap_4.c,heap_5.c；list.c:双向链表的实现，主要供给内核调度器使用；queue.c: 队列的实现，主要支持中断环境和信号量控制；croutine.c:任务使用同一个堆栈，这样使得减小RAM的使用，但是在使用上会受到相当大的限制；task.c:每个任务都有各自的独立堆栈，支持完全的抢占式调度；
- 在配置工程的时候或者打开后缀名为
.ioc的cubemx配置文件； - 点击菜单栏
Pinout&Configuration； - 点击
Middleware选择FREERTOS；
具体如下图所示；
最终生成的文件结构如下图所示；
这时候已经将FreeRTOS集成到工程中了，*****,简直不能再方便了；
直接生成的工程中,系统已经创建好了一个任务StartDefaultTask;整体的main.c代码如下；
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
/* Definitions for defaultTask */
osThreadId_t defaultTaskHandle;
const osThreadAttr_t defaultTask_attributes = {
.name = "defaultTask",
.priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
.stack_size = 128 * 4
};
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
void StartDefaultTask(void *argument);
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
osKernelInitialize();
defaultTaskHandle = osThreadNew(StartDefaultTask, NULL, &defaultTask_attributes);
/* Start scheduler */
osKernelStart();
/* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
while (1)
{
}
}
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3);
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
static void MX_GPIO_Init(void)
{
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
}
void StartDefaultTask(void *argument)
{
for(;;)
{
osDelay(1);
}
}
void Error_Handler(void)
{
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
这里可以看到整体的流程为两部分HAL层和OS层；
HAL：
- 硬件初始化
HAL_Init； - 时钟配置
SystemClock_Config； - BSP初始化
MX_GPIO_Init；
OS：
- 内核初始化
osKernelInitialize； - 创建任务/线程
osThreadNew； - 任务调度
osKernelStart
整体流程图如下所示；
从OS的设计上来讲，`Thread`拥有自己的`id`，并且可以分配`timer` 并且拥有一个类似线程的任务函数或者称为任务回调函数(可能不太严谨,下面统一称之为任务回调函数),因此这里定义一个FreeRTOS任务需要三点；
osThreadId_t defaultTaskHandle;定义一个变量,后面创建任务会分配一个id作为该任务的唯一标识符/身份证；osThreadAttr_t defaultTask_attributes;作为定义一个任务时的参数,包括任务的优先级,所需要分配的栈空间大小.以及任务的名字等等；具体结构体osThreadAttr_t如下所示；
typedef struct {
const char *name; ///< name of the thread
uint32_t attr_bits; ///< attribute bits
void *cb_mem; ///< memory for control block
uint32_t cb_size; ///< size of provided memory for control block
void *stack_mem; ///< memory for stack
uint32_t stack_size; ///< size of stack
osPriority_t priority; ///< initial thread priority (default: osPriorityNormal)
TZ_ModuleId_t tz_module; ///< TrustZone module identifier
uint32_t reserved; ///< reserved (must be 0)
} osThreadAttr_t;
- 创建任务回调函数,这里有一个生命周期的问题,通常在任务中放一个死循环，以便于任务保持存活，可以被一直调度；
void StartDefaultTask(void *argument)
{
for(;;)
{
osDelay(1);
}
}
最后,调用osThreadNew创建任务；该函数声明如下所示；
osThreadId_t osThreadNew ( osThreadFunc_t func,
void *argument,
const osThreadAttr_t *attr); 通过cube自动生成了一个FREERTOS工程,简单分析了一下如何创建一个任务,后续需要在实践中深入到源码中学习FreeRTOS；
笔者能力和水平有限，文中难免有错误和纰漏之处，请大佬们不吝赐教。
