STM32 如何快速创建 FREERTOS和RTX 工程

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lovewyufeng 发布时间：2015-1-8 12:08

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以刚拿到手的 Nucleo 072为例  其他板子用户请举一反三哈（工程文件在帖末）

后续帖子：【干货】Nucleo072 usart 基于RTOS的应用  方便AT指令类外设开发

需要工具  MDK5 自行下载：
STM32CUBEMX https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-214984
STM32CUBEF0 https://www.stmcu.org.cn/document/detail/index/id-216669

安装 cubeMX  由于使用MX下载固件库速度那是不说了相当慢啊  所以下载 STM32CUBEF0固件库然后下图安装

QQæªå¾20150108101548.jpg

安装之后新建一个工程选择STM32F072RBT6

PINOUT 勾选 FREERTOS和 USART
QQæªå¾20150108101539.jpg

因为我们调试可能需要使用

点击软件上方  齿轮键生成  keil 工程  至此

MX基于 HAL的库生成完毕

使用MDK 打开工程
从上到下的组依次为  OS 的C文件
.s 启动文件
用户文件
HAL库文件
CMSIS中间件文件

其中在第一组中的 cmsis_os.c 中实现了  cmsis_os  到FREERTOS 的中间层转换稍后会讨论其中一处代码

QQæªå¾20150108101924.jpg

接下来添加自己的代码首先添加 072 上面LED吧板子不在身边记得是PA5 控制

先看看 main.c 的 64 到 105行

8 x v( r7 c! O W. F! g( u3 d
int main(void)* P+ F4 h: ]/ S7 b0 Z, {- }/ [1 s
{8 l) @8 H: i1 t$ _' {, S
& D$ F8 a2 ^) ?% H
/* USER CODE BEGIN 1 */4 Z* E$ b _9 O* Q8 G
9 s# M8 K* H5 x0 C5 D
/* USER CODE END 1 */- V* z+ W: r# T. E, K( ^
4 w8 n* Z0 y6 l. K2 m$ d5 B$ E. s
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/- _" L2 Y* ?- J2 C0 n
% @- o7 a) H6 j
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
4 k$ B8 v( j9 n% v$ B& Q
HAL_Init();
( V& V/ m- E7 v0 ~
5 y1 A# }) S2 W# W- K$ P0 H
/* Configure the system clock */' T! ^+ e3 o( [
SystemClock_Config();/ a% [" u) f5 F a5 w ^
3 j4 d9 W$ [" v% r1 Z
/* Initialize all configured peripherals */
/ A% j# ]% i1 O" R
MX_GPIO_Init();
) p% m6 a V9 w. }2 c. R% x
MX_USART2_UART_Init();
7 |* P5 I) J' g! K
, s7 e D. _' d g3 q7 {) c5 L' Y
/* USER CODE BEGIN 2 */' U4 ] [; E4 f, o
* G5 w$ J+ k$ }) I
/* USER CODE END 2 */* x" A% T7 \' Z H2 v1 L9 h+ @. |
N1 P% {, \3 S- C+ s! s5 x
/* Init code generated for FreeRTOS */
( X d5 T8 a& z
/* Create Start thread */0 c0 N4 K) \' x# w
osThreadDef(USER_Thread, StartThread, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE);
& w- F; x5 f4 K, F; I8 ^6 F. D
osThreadCreate (osThread(USER_Thread), NULL);4 n% O2 h" S$ b- m' h/ T
$ K1 s: \+ u& m: l" u, T! }) K
/* Start scheduler */
# ~/ i7 A# } n, A) f2 X
osKernelStart(NULL, NULL);* u3 y# e+ ?9 C: a! B
}) A( G! D; D0 T( _4 e
/* We should never get here as control is now taken by the scheduler */" z+ X8 t5 `/ F
4 i8 t7 z x; w( L0 G
/* USER CODE BEGIN 3 */! k+ j0 Y$ i. c: U8 z
/* Infinite loop */6 u) ], m+ c1 M" h' T$ Z, ~
while (1)7 m E% C) R3 Z; i9 g9 ^9 B9 t
{
1 A& M5 x; U; `9 M& F" Z
6 p3 T1 g1 m4 q2 j
}& \. B' E' b$ y! n4 J3 V$ ?
/* USER CODE END 3 */0 ?8 X5 i* b S) }
/ i4 ?3 o: r, m+ w3 j1 ^" g6 i
}

复制代码

mian函数 C代码的入口初始化一些硬件后

osThreadDef(USER_Thread, StartThread, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE);

osThreadCreate (osThread(USER_Thread), NULL);

/* Start scheduler */

osKernelStart(NULL, NULL);

定义了一个线程 USER_Thread 然后启动OS
注意 osThreadDef  是一个宏  定义一个用于描述  线程的结构体  并不是执行函数

宏的第二项参数 StartThread 为线程入口函数地址。

至此mian函数的工作结束了 OS将转向就绪线程并永不返回  也就是执行StartThread

修改  StartThrea函数如下

+ {( d+ \: Y q; s/ b
/* USER CODE BEGIN 4 */2 P5 R$ l8 D4 |) J- Q
void Nucleo_072_Led(const void *par);
8 T* O. X( j- ]+ B, W7 u3 D6 }. s
/* USER CODE END 4 */
* x/ y) ^" O6 u$ p6 J4 l
2 L" R- H4 ~+ L% r
static void StartThread(void const * argument)4 `9 X6 M- ^5 h1 h6 U6 c. U
{; n4 X% F# h% G0 H+ h
; r) O, \$ v8 W3 I% u# h
/* USER CODE BEGIN 5 */
* b A0 v, q+ h5 O
osThreadDef(LED_Thread, Nucleo_072_Led, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE);
/ }- `: v' J0 w( g/ O' O) W
osThreadCreate (osThread(LED_Thread), NULL);9 j8 L& D$ @ u
/* Infinite loop */. n) E+ z3 f6 T" b! U0 z" D+ M
for(;;)- E$ @& S' a# W9 d* C7 e
{
osDelay(1);
, M1 d, O4 }3 u( A% u- K
}
t# y* y1 o, H1 [
0 x: ~& S- R5 g7 Y, V5 S( H7 U
/* USER CODE END 5 */
, Y3 y, ?2 t6 W3 n% p) i
" u/ x2 b2 K& a7 X% u& p4 {- s! H
}

复制代码

添加一个 LED 函数

void Nucleo_072_Led(const void *par)
8 \& L2 I' {! G$ A
{! z! l5 ~. L: c, j( d5 ?9 }
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;! C1 |, B0 k. M+ Z) M/ y1 J5 A
__GPIOA_CLK_ENABLE();
3 N/ x' x, ]7 |: J p
% U+ n! f' z5 @0 c+ @
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;4 o$ B& S/ O7 [ i% H
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
7 M F8 `+ _; q2 l
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
1 l2 r+ Y' U. l. Y2 r# Q
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
$ G* U1 Y1 u8 a4 H0 i; R+ @4 U: y! E
- D! z, m( h" [4 W8 t+ ^
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);+ h6 A3 o1 V. H5 H9 L" O! Z
@2 ]" `' |3 M; B6 e
for(;;)! a& G9 i& H5 j
{
0 E7 d. e; M, J/ {" z9 @" s# T2 }
GPIOA->ODR^=GPIO_PIN_5;// PA5取反 LED闪烁7 ]' E3 ^. C; |0 R7 j
osDelay(500);* T( T g; X4 S( ]5 Y' e) {
}. T! ]1 E/ S. \/ x: i
( p3 |( {5 {! ~
}

复制代码

到这里可以编译下载到板子上运行观察现象了

下面创建 RXT 的工程新建一个工程

勾选如下选项

QQæªå¾20150108112304.jpg

红框不要添加  不知为何  楼主添加 MDK的 startup 编译通不过
F4 的工程没有包含  HAL  接下来需要自行添加HAL 库

把原来的 main.c 复制一份更名为  rtx_main.c

QQæªå¾20150108113501.jpg

文件添加完毕

接下来定义头文件目录和系统宏

QQæªå¾20150108112609.jpg

修改 rtx_main.c 下面两处需要修改

{9 r: u6 v6 x, v- G- E; ~
osThreadDef( StartThread, osPriorityNormal, 0, 0);4 n# a2 @" t7 k4 y+ J# T
osThreadCreate (osThread(StartThread), NULL);
( Z% d9 Z1 \5 @8 E; E
}
' `# C- Y( s9 n6 ~ @7 n/ c+ @
9 P# P) {/ f$ A" S3 q. A
osThreadDef( Nucleo_072_Led, osPriorityNormal, 0, 0);
' {3 J+ o6 N/ Z. g% y
osThreadCreate (osThread(Nucleo_072_Led), NULL);

复制代码

不知为何 ST写的中间件和 MDK的接口有一点差距所以创建线程的地方需要如上修改

修改 stm32f0xx_hal_conf.h
添加图示内容不出意外下面将可以直接编译了！！
QQæªå¾20150108112936.jpg

写的有些多了  本来想继续写 RTOS 基于串口的  应用  太长了下次发帖写了

下面提出一个讨论 MX 创建的  工程 FREERTOS 中 cmsis_os.c 中创建一个信号量
osSemaphoreCreate参数 count 直接

传递给 xSemaphoreCreateCounting的两个形参
QQæªå¾20150108115258.jpg

原型
#define xSemaphoreCreateCounting( uxMaxCount, uxInitialCount ) xQueueCreateCountingSemaphore( ( uxMaxCount ), ( uxInitialCount ) )

该宏创建一个数值型信号量第一个参数是信号量最大数值  第二个则为  初始化值

基于串口使用信号量  那么需要如下要求
假设 usart_sem 为串口使用的信号量
每收到一个数据 usart_sem ++  缓冲 1024字节
需要数据的线程 osSemaphoreWait(usart_sem ); 当有数据时线程被激活  获取数据

如此我们知道这个信号量的最大值应为1024
可是使用 ST 的cmsis_os osSemaphoreCreate 创建一个信号亮 osSemaphoreCreate(0,1024);

会出现这样的问题！  此信号量被赋予初值1024  意味着这个信号量将可以被osSemaphoreWait 1024次
显然这不是我们想要

通常  我们需要的数值型信号量  最大值可以很大  但是初值基本为0，或1

不懂  这样设计意义何在？

FREERTOS.zip (4.76 MB, 下载次数: 809)

赞收藏 14 评论97 发布时间：2015-1-8 12:08

97个回答

我是东哥回答时间：2015-1-24 07:31:09

本帖最后由我是东哥于 2015-1-24 09:21 编辑

lovewyufeng 发表于 2015-1-23 12:56
! L8 a: u: h! l, G) U9 A1 S& w事实上只要这个计数不为0 都能被 wait 到

不好意思，确实被代码的名称误导了，以前用的基本上只用二值的semphore或者直接用queue了。
仔细看了一下内部的实现，确实我说错了。
在init_counter和max_counter一样的情况下，确实整个逻辑是要按照资源池来解释的，也就是确实生产者take（这个take代表获取空闲资源才能生产），消费者release（这个代表空闲资源返回）。我觉得这种情况semphore更像一个可重入的锁，处理线程拿走资源池后，直接处理完后再归还，像是个recursive mutex。
前面说的那个问题，直接用queue可能会更好。另外，今天试了一下最新的stm32cubemx和固件版本，代码已经改了，#if (configUSE_COUNTING_SEMAPHORES == 1 )
  return xSemaphoreCreateCounting(count, 0);
#else
  return NULL;
#endif
}

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我是东哥回答时间：2015-1-23 07:50:34

lovewyufeng 发表于 2015-1-23 00:48. v! H7 s- v8 {2 {
反过来理解是吧，说得通。可是8 d8 b1 S2 N4 `) H# B& G. p; f
有个问题。，生产一个就-1的话应该 take获取信号咯？反过来消费应该pos ...

你陷在细节里面了，看看人家的API是怎么样写的，osSemaphoreRelease和osSemaphoreWait，我们在生产者里面应该要osSemaphoreRelease，而在消费者里面osSemaphoreWait，是吧？字面理解，相当于生产的人释放了一个东西，然后消费者就等待生产者的这个东西。再看里面的实现，osSemaphoreRelease里面是xSemaphoreGive而不是take，而osSemaphoreWait里面是xSemaphoreTake而不是give。
所谓的反过来理解只是一种理解方法，说take和post的逻辑也反的话是不对的。不要老想着什么时候去post，什么去take。cmsis_os的API意思很明了，生产者生产了东西就应该release，消费者就应该Wait，这不是很好理解吗？

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