西安免费网站搭建制作,免费logo设计网址,wordpress站内搜索次数,编程开发GD32F103*固件库移植FreeRTOS详细教程与解析
GD32F103*移植μCOS-Ⅲ详细教程与解析#xff0c;欢迎指正 文章目录 GD32F103*固件库移植FreeRTOS详细教程与解析前言一、移植前的准备二、移植步骤1.文件结构2.添加代码3.编译与配置 三、注意事项总结 前言
FreeRTOS是一个可以基…GD32F103*固件库移植FreeRTOS详细教程与解析
GD32F103*移植μCOS-Ⅲ详细教程与解析欢迎指正 文章目录 GD32F103*固件库移植FreeRTOS详细教程与解析前言一、移植前的准备二、移植步骤1.文件结构2.添加代码3.编译与配置 三、注意事项总结 前言
FreeRTOS是一个可以基于ROM运行的、可裁剪的、抢占式、实时多任务内核具有高度可移植性特点公开源代码、可移植性、可固化、可裁剪、多任务、占先式特别适合于微处理器和控制器适合很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。在使用GD32F103单片机项目使用过FreeRTOS这里作为一个基础教学版简单记录一下移植过程最终成果后续上传更新欢迎指正 一、移植前的准备
1、硬件平台可运行软件程序的GD32单片机本项目使用GD32F103CBT6硬件平台 2、软件平台可直接下载运行的单片机基础工程本例程是基于使用标准库GD32F10x_Firmware_Library_V2.2.4固件库编写点击此处可直接获取本试验基础工程 3、源码获取FreeRTOS源码本例程使用FreeRTOS源码版本为FreeRTOS9.0.0 4、J-link或ST-link等下载器 5、源码简介在上篇FreeRTOS简介中已经介绍https://blog.csdn.net/Yin_w/article/details/134771124
二、移植步骤
1.文件结构
1.在基础工程同目录下新建FreeRTOS文件夹用来保存FreeRTOS源码 2.将源码\FreeRTOS\portable目录除以下文件夹以外的文件夹可以删除 3.打开Keil工程在基础工程目录下新建FreeRTOS_Core、FreeRTOS_Protable文件分组然后严格按照以下步骤去添加文件。
■FreeRTOS_Core分组将\FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source目录下*.c文件添加到此分组中
■FreeRTOS_Protable分组FreeRTOS_PORTABLE 分组中的port.c 是 RVDS 文件夹下的 ARM_CM3 中的文件因为GD32F103是 Cortex-M43内核因此要选择 ARM_CM3 中的 port.c 文件。heap_4.c 是 MemMang 文件夹中的这5 个 c 文件是五种不同的内存管理方法我们选取heap_4这种方式。 4.添加头文件路径Target-C/C下添加如下头文件路径 5.新建四个文件名字分别是system_cfg.c和system_cfg.hFreeRTOS_main.c和FreeRTOS_main.h都保存到main.c所在目录下。system_cfg.c和system_cfg.h文件主要是包含一些全局的自定义配置。FreeRTOS_main.c和FreeRTOS_main.h主要是OS的任务启动、调度函数等这样划分的主要目的是使得系统main函数和OS的main函数分开结构会很清晰明朗系统启动会进入系统main函数初始化各个外设组件和软件模块然后再进入OS的main中进行任务调度以下会详细说明各个文件的作用和内容。 6.如图将system_cfg.c和FreeRTOS_main文件添加到user组件下方。
2.添加代码
1.system_cfg.c主要是系统配置需要的文件本例程中主要配置主要都在system_cfg.h文件中这里的内容是我自己写的不必完全参考其他内容也可自己补充
/******************************************************************************************************* file system_cfg.c* author Awen_* version V1.0* date 2023-04-13* brief system Initialization configuration* license* modifyRecord:* V1.0 XXX XXXX-XX-XX Modify...* V2.0 XXX XXXX-XX-XX Modify...***************************************************************************************************** attention :* Hardware Testing Platform:兆易创新(GigaDevice) GD32F103RE* Software Support Package :GD32F10x_Firmware_Library_V2.2.4* *****************************************************************************************************/#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H#include stdio.h
#include stdint.h
#include string.h
#include gd32f10x.h
#include systick.h
#include gd32f10x_libopt.h#define SYSTEM_SUPPORT_OS 1 //定义系统文件夹是否支持OS
#define SYSTEM_SUPPORT_DEBUG 1 //是否支持串口打印调试/*
*********************************************************************************************************
* 如果使用FreeRTOS_main,则包括下面的头文件即可
*********************************************************************************************************
*/
#ifdef SYSTEM_SUPPORT_OS#include FreeRTOS_main.h //FreeRTOS_main 使用
#endif/*
*********************************************************************************************************
* 如果使用FreeRTOS_main,则包括下面的头文件即可
*********************************************************************************************************
*//*
*********************************************************************************************************
* 定义返回值类型
*********************************************************************************************************
*/typedef uint8_t ReturnType_u8;
typedef uint16_t ReturnType_u16;
typedef uint32_t ReturnType_u32;typedef uint32_t u32;
typedef uint16_t u16;
typedef uint8_t u8;/*
*********************************************************************************************************
* 获取数组长度宏
*********************************************************************************************************
*/
#define ARRAYNUM(arr_name) (uint32_t)(sizeof(arr_name) / sizeof(*(arr_name)))
/*
*********************************************************************************************************
* 如果使用串口Debug,则定义SYSTEM_SUPPORT_DEBUG 1
*********************************************************************************************************
*/
#ifdef SYSTEM_SUPPORT_DEBUG#define Debug printf
#else#define Debug(...) do{ }while(0)
#endif/*
*********************************************************************************************************
* 定义空指针类型
*********************************************************************************************************
*/
#define NULL_PTR ((void*)0)/*
*********************************************************************************************************
* 定义错误代号
*********************************************************************************************************
*/
#ifndef E_OK#define E_OK 0U
#endif#ifndef E_NOT_OK#define E_NOT_OK 1U
#endifextern void FWDG_Init(void);#endif2.system_cfg.c主要是系统配置需要的文件本例程中主要配置主要都在system_cfg.h文件中所以system_cfg.c文件中的内容之包含system_cfg.h头文件其他内容可先空着方便后续补充。
代码如下示例
/******************************************************************************************************* file system_cfg.c* author Awen_* version V1.0* date 2023-04-13* brief system config file* license* modifyRecord:* V1.0 XXX XXXX-XX-XX Modify...* V2.0 XXX XXXX-XX-XX Modify...***************************************************************************************************** attention :* Hardware Testing Platform:兆易创新(GigaDevice) GD32F103RE* Software Support Package :GD32F10x_Firmware_Library_V2.2.4* *****************************************************************************************************/
#define FWDG_TIMEOUT_3000MS (3750u) #include system_cfg.hvoid FWDG_Init(void)
{/* configure FWDGT counter clock: 40KHz(IRC40K) / 32 0.625 KHz */fwdgt_config(FWDG_TIMEOUT_3000MS,FWDGT_PSC_DIV32);/* after 3 seconds to generate a reset */fwdgt_enable();
}3.FreeRTOS_main.h文件主要作为FreeRTOS_main.c的头文件FreeRTOS_main(void)函数作为FreeRTOS系统的入口可在FreeRTOS_main.c中实现以供main函数调用也可自己添加一些OS的配置
/******************************************************************************************************* file FreeRTOS.h* author Awen_* version V2.0* date 2023-06-13* brief FreeRTOS 实验* license Copyright (c) 2020-2032, ***************************************************************************************************** attention*******************************************************************************************************/
#ifndef __FreeRTOS_MAIN_H
#define __FreeRTOS_MAIN_H//#include system_cfg.h
//#include usart_Func.h
/*uC/OS-III*********************************************************************************************/
#include FreeRTOS.h
#include task.hextern void FreeRTOS_main(void);#endif4.FreeRTOS_main.c文件就是OS的主场FreeRTOS_main(void)的实现系统启动创建任务任务函数都是在这里实现此处给出一个简单的例程不必深究内容大意就是创建了三个优先级不同的任务分别闪灯和usart0输出点内容。这里可直节复制粘贴即可先不必深究内容。
/******************************************************************************************************* file IoHwAb.c* author Awen_* version V1.0* date 2023-04-13* brief Hardware IO Initialization configuration* license* modifyRecord:* V1.0 XXX XXXX-XX-XX Modify...* V2.0 XXX XXXX-XX-XX Modify...***************************************************************************************************** attention :* Hardware Testing Platform:兆易创新(GigaDevice) GD32F103RE* Software Support Package :GD32F10x_Firmware_Library_V2.2.4* *****************************************************************************************************//*
*****************************************************************************************************
* Header Flie
*****************************************************************************************************
*/#include FreeRTOS_main.h
/*Peripheral Header file*/
#include IOHard_cfg.h
#include usart_cfg.h
#include usart_Func.h/*
*****************************************************************************************************
* FreeRTOS_main配置
*****************************************************************************************************
*//* Start Task */
#define START_TASK_PRIO 5
#define START_TASK_STACK_SIZE 256
TaskHandle_t StartTask_Handler; //任务句柄
void start_task(void *pvParameters); //任务函数/*Task1*/
#define TASK1_PRIO 2
#define TASK1_STACK_SIZE 256
TaskHandle_t Task1_Handler; //任务句柄
void Task1_Func(void *p_agc); //任务函数/*Task2*/
#define TASK2_PRIO 3
#define TASK2_STACK_SIZE 256
TaskHandle_t Task2_Handler; //任务句柄
void Task2_Func(void *p_agc); //任务函数/*** brief FreeRTOS main.c 入口函数* param 无 * retval 无*/
void FreeRTOS_main(void)
{systick_config(); //开启xTaskCreate( (TaskFunction_t )start_task, //任务函数(const char* )start_task, //任务名称(uint16_t )START_TASK_STACK_SIZE, //任务堆栈大小(void* )NULL, //传递给任务函数的参数(UBaseType_t )START_TASK_PRIO, //任务优先级(TaskHandle_t* )StartTask_Handler); //任务句柄/*开始任务调度*/vTaskStartScheduler();
}void start_task(void *p_arg)
{/*创建优先级任务1*/taskENTER_CRITICAL(); xTaskCreate( (TaskFunction_t )Task1_Func, //任务函数(const char* )Task1_Func, //任务名称(uint16_t )TASK1_STACK_SIZE, //任务堆栈大小(void* )NULL, //传递给任务函数的参数(UBaseType_t )TASK1_PRIO, //任务优先级(TaskHandle_t* )Task1_Handler); //任务句柄xTaskCreate( (TaskFunction_t )Task2_Func, //任务函数(const char* )Task2_Func, //任务名称(uint16_t )TASK2_STACK_SIZE, //任务堆栈大小(void* )NULL, //传递给任务函数的参数(UBaseType_t )TASK2_PRIO, //任务优先级(TaskHandle_t* )Task2_Handler); //任务句柄//删除开始任务 vTaskDelete(StartTask_Handler);//退出临界区 taskEXIT_CRITICAL(); }uint8_t counter 0;/*高优先级任务*/
void Task1_Func(void *p_arg)
{
// OS_ERR err;while (1){counter;//Error vTaskDelay(1000);}
}/*低优先级任务*/
void Task2_Func(void *p_arg)
{while(1){ fwdgt_counter_reload();vTaskDelay(500);}
}
3.编译与配置
至此主要文件添加完毕可以编译工程头文件路径添加完成以后编译一下看看有没有什么错误结果会发现提示打不开 “FreeRTOSConfig.h”这个文件
1.这是因为缺少 FreeRTOSConfig.h 文件这个文件在哪里找呢你可以自己创建也可以找找 FreeRTOS 的官方移植工程中会不会有这个文件打开FreeRTOS 针对 Cortex-M3 的移植工程文件复制一个FreeRTOSConfig.h 文件过来针对gd32F103我做了如下修改可以新建一个FreeRTOSConfig.h文件然后直接复制粘贴以下内容。
/** FreeRTOS Kernel V10.2.1* Copyright (C) 2019 Amazon.com, Inc. or its affiliates. All Rights Reserved.** Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of* this software and associated documentation files (the Software), to deal in* the Software without restriction, including without limitation the rights to* use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, 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:** The above copyright notice and this permission notice shall be included in all* copies or substantial portions of the Software.** THE SOFTWARE IS PROVIDED AS IS, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS* FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR* COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER* IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN* CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.** http://www.FreeRTOS.org* http://aws.amazon.com/freertos** 1 tab 4 spaces!*/#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H#include systick.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#include stdio.hextern 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 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_PREEMPTION 1 //1使用抢占式内核0使用协程
#define configUSE_TIME_SLICING 1 //1使能时间片调度(默认式使能的)
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1 //1启用特殊方法来选择下一个要运行的任务#define configUSE_TICKLESS_IDLE 0 //1启用低功耗tickless模式
#define configUSE_QUEUE_SETS 1 //为1时启用队列
#define configCPU_CLOCK_HZ (SystemCoreClock) //CPU频率
#define configTICK_RATE_HZ (1000) //时钟节拍频率这里设置为1000周期就是1ms
#define configMAX_PRIORITIES (32) //可使用的最大优先级
#define configMINIMAL_STACK_SIZE ((unsigned short)130) //空闲任务使用的堆栈大小
#define configMAX_TASK_NAME_LEN (16) //任务名字字符串长度#define configUSE_16_BIT_TICKS 0 //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 configIDLE_SHOULD_YIELD 1 //为1时空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 //为1时开启任务通知功能默认开启
#define configUSE_MUTEXES 1 //为1时使用互斥信号量
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 8 //不为0时表示启用队列记录具体的值是可以//记录的队列和信号量最大数目。
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 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 configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1 //为1时使用递归互斥信号量
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0 //1使用内存申请失败钩子函数
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1 //为1时使用计数信号量/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与内存申请有关配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1 //支持动态内存申请
#define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(10*1024)) //系统所有总的堆大小/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_IDLE_HOOK 0 //1使用空闲钩子0不使用
#define configUSE_TICK_HOOK 0 //1使用时间片钩子0不使用/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与运行时间和任务状态收集有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 //为1时启用运行时间统计功能
#define configUSE_TRACE_FACILITY 1 //为1启用可视化跟踪调试
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 //与宏configUSE_TRACE_FACILITY同时为1时会编译下面3个函数/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与协程有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_CO_ROUTINES 0 //为1时启用协程启用协程以后必须添加文件croutine.c
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES (2) //协程的有效优先级数目/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_TIMERS 1 //为1时启用软件定时器
#define configTIMER_TASK_PRIORITY (configMAX_PRIORITIES-1) //软件定时器优先级
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 5 //软件定时器队列长度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH (configMINIMAL_STACK_SIZE*2) //软件定时器任务堆栈大小/***************************************************************************************************************/
/* 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/***************************************************************************************************************/
/* 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#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15 //中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5 //系统可管理的最高中断优先级
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY (configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY (8 - configPRIO_BITS) )
#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 xPortSysTickHandler SysTick_Handler
#define vPortSVCHandler SVC_Handler#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */2.再编译一次发现还是有错误
这是因为 port.c 和 stm32f4xx_it.c 这两个文件中有重复定义的函数PendSV_Handler()、SVC_Handler()和 Systick_Handler()这里屏蔽掉 stm32f4xx_it.c 中的 PendSV_Handler()、SVC_Handler()两个函数。然后在stm32f4xx_it.c 添加如下代码
#if SYSTEM_SUPPORT_OS#include FreeRTOS.h#include task.h//extern void xPortPendSVHandler( void );extern void xPortSysTickHandler( void );//extern void vPortSVCHandler( void );
#endif再对void SysTick_Handler(void)做如下修改
void SysTick_Handler(void){/*OS开始跑了,才执行正常的调度处理*/if(xTaskGetSchedulerState() ! taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行{xPortSysTickHandler();} } 再返回FreeRTOSConfig.h文件拉到文件最底下做如下修改
/***************************************************************************************************************/
/* FreeRTOS与中断服务函数有关的配置选项 */
/***************************************************************************************************************/#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler
//#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler
#define vPortSVCHandler SVC_Handler#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */
3.配置并启动滴答定时器打开systick.c文件对void systick_config(void)做以下修改如果提示未定义则添加#include “FreeRTOS.h” #include task.h包含头文件
/*!\brief configure systick\param[in] none\param[out] none\retval none
*/
void systick_config(void)
{/* setup systick timer for 1000Hz interrupts*/if (SysTick_Config(rcu_clock_freq_get(CK_SYS) / configTICK_RATE_HZ)){/* capture error */while (1){}}/* configure the systick handler priority */NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0x00U);
}
至此编译完成无错误显示
三、注意事项
1.宏configTICK_RATE_HZ对OS系统时基进行配置一般配置为1000表示为系统以1ms为一个节拍作为系统时基 2.需要使用相关功能则打开对“FreeRTOSConfig.h”打开相关宏 总结
