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NXP LPC1766 ARM Cortex-M3 演示
包含 uIP 嵌入式 Web 服务器示例
[嵌入式以太网示例]



本演示现已弃用 ，请参阅 LPC1768 LPCXpresso 页面 获取有关其替代演示的信息。

本页的演示在 LPC1766 上开发，该微控制器安装在 MCB2300 开发板上。 演示使用的微控制器 是一个试生产原型，与现在可用的生产部件有许多差异，因此没有配置 为最佳性能。

本演示使用：

  • FreeRTOS GCC ARM Cortex-M3 移植。
  • 基于 Eclipse 的 Red Suite IDE。该 IDE 由 Code Red 推出，标配 FreeRTOS 状态查看器插件。 请注意，必须使用 Red Suite 2.0.6 或更高版本。
  • Red Probe 调试接口。
  • Adam Dunkels 开源 uIP 嵌入式 TCP/IP 堆栈。
uIP 与 FreeRTOS 分开授权。 用户必须熟悉 uIP 许可证。

演示使用 Eclipse "standard make" 项目，这意味着所有构建选项都包含在标准 makefile 文件中，而不是在 Red Suite 项目选项中。 makefile 还可用于从命令行构建应用程序。

FreeRTOS ARM Cortex-M3 移植包括一个完全中断嵌套模型。必须按照 自定义页面上的说明设置中断优先级才能正确操作。

重要提示！关于使用 NXP ARM Cortex-M3 Web 服务器演示的注意事项

使用此 RTOS 移植之前，请阅读以下所有要点。

  1. 源代码组织
  2. 演示应用程序
  3. RTOS 配置和使用详情
另请参阅常见问题：我的应用程序未运行，问题可能出在哪里？

源代码组织

LPC1766 演示的 Red Suite 项目位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LPC1766_GCC_RedSuite 目录。这是 将项目导入 Red Suite 工作区时要选择的目录。

下载的 FreeRTOS zip 文件包含所有移植文件和演示应用程序项目文件。因此，该文件所含文件 远超此演示所用的文件。请参阅源代码组织部分，获取已下载文件的描述以及关于创建新项目的信息 。

演示应用程序

将项目导入 Red Suite 工作区

  1. 启动 Red Suite。 启动后，系统将提示您选择工作区位置。 您可以使用现有工作区， 或者在方便的位置创建一个新的工作区。

  2. 在 Red Suite IDE 中，从 "File" 菜单中选择 "Import..."。

  3. 此时将显示一个对话框。 选择 "Existing Projects Into Workspace"，然后单击 "Next"。

  4. 浏览并选择 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LPC1766_GCC_RedSuite 目录，完成导入过程。 请注意： 进行最后一步过程中，不要选中 "Copy projects into workspace" 复选框。


将 FreeRTOS 项目导入 Red Suite 工作区


配置 "Linked Resource"

Red Suite 项目引用了许多 FreeRTOS 演示应用程序共用的源文件，这些源文件 位于项目目录之外。 Red Suite 项目引用这些文件的路径相对于 FREERTOS_ROOT 链接资源变量，必须设置该变量 指向主机上 FreeRTOS 目录的根目录。
  1. 在 Red Suite IDE 中，从 "Window" 菜单中选择 "Preferences..."。

  2. 在 "General" - "Workspace" 下找到 "Linked Resource" 首选项。

  3. 点击 "New" 创建新的链接资源。 命名该链接资源为 FREERTOS_ROOT 并将其位置设置为 计算机上 FreeRTOS 目录的根目录（它应该指向包含 Source 和 Demo 子目录的目录）。
  4. 正确设置链接资源后，在 "File" 菜单中选择 "Refresh"。 这会强制 Red Suite 重新定位 使用新链接资源的所有项目文件。

设置 FREERTOS_ROOT 链接资源

Web 服务器配置

直接使用点对点（交叉）电缆或使用标准以太网电缆通过以太网交换机将 MCB2300 开发板连接到运行 Web 浏览器的计算机上。 [请注意：在初始版本的开发过程中，我们注意到演示 并不适用于所有路由器配置]。

演示使用的 IP 地址是由 文件 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LPC1766_GCC_RedSuite/RTOSDemo/FreeRTOSConfig.h 中的 configIP_ADDR0 到 configIP_ADDR3 等常量设置的。 MAC 地址和网络掩码 配置在同一头文件中。

运行 Web 浏览器的计算机使用的 IP 地址必须和 LPC1766 开发板使用的 IP 地址相兼容。 为此，可以将二者 IP 地址中的前三个八进制数设置成相同的值。 例如，如果运行 Web 浏览器的计算机的 IP 地址是 192.168.100.1，那么开发板的 IP 地址可以使用 192.168.100.2 到 192.168.100.254 范围内的任何地址 （网络中已存在的地址除外）。


构建和执行演示应用程序

  1. 将 Red Probe 连接到 MCB2300 和主机之间。

  2. 要构建项目，只需在 "Project" 菜单中选择 "Build All" 即可。 应用程序应该成功构建，没有错误 或警告。 如果有错误生成，请仔细检查 FREERTOS_ROOT 链接资源的设置。

  3. 需要创建启动配置才能启动调试会话。 启动配置只需创建一次，此后 只需单击 "Debug" 速度按钮即可启动调试会话。 要创建启动配置， 首先在 "Run" 菜单中选择 "'Open Debug Dialog..."。

  4. 在打开的对话框中，双击 "C/C++ MCU Application" 创建新配置，然后点击 项目的 "Browse" 和 C/C++ 应用程序的 "Search Project" 按钮分别设置项目和二进制文件。
  • 最后单击 "Debug" 对 MCU 闪存进行编程并启动调试会话。

    • 设置启动配置


    功能性

    演示应用程序在启动 RTOS 调度器之前会创建 35 个任务。这些任务主要包括 标准演示应用程序任务（请参阅演示应用程序 部分，了解各个任务的详细信息）。这些任务的唯一目的是测试 RTOS 内核移植并 演示如何使用各种 API 函数。

    除了标准演示任务外，应用程序还创建了以下任务和测试：

    • LCD 任务

      LCD 任务是一项“守卫”任务。它是唯一允许 直接访问 LCD 的任务。其他任务或中断要向 LCD 写入消息， 需要通过队列将消息发送给 LCD 任务，而不是直接访问 LCD。 LCD 任务只是阻塞等待队列上的消息——当消息到达时唤醒 并展示消息。

    • 检查函数——从滴答钩子调用

      它每 5 秒钟执行一次。其主要功能是检查所有 标准演示任务是否仍在运行。如果在标准演示任务中发现任何意外行为， "check" 函数将向 LCD 写入错误（通过 LCD 任务）。如果所有的演示任务都以预期行为执行， 那么检查任务会按上述方式将 PASS 写入 LCD（再次通过 LCD 任务） 。

      检查函数在中断服务程序的上下文中执行，因此 能够很好地说明使用守卫任务控制 LCD 是如何允许 中断向 LCD 输出消息。

    • uIP 任务

      它是处理 uIP 堆栈的任务。 所有的 TCP/IP 处理都是在该任务中进行。

    如果演示应用程序正确执行，其表现如下：

    • "check" 函数每 5 秒向 LCD 写入一次 "PASS"。

    • 目标硬件将向标准 Web 浏览器提供下述网页。 要连接到目标，请执行下列操作：

      1. 在连接的计算机上打开浏览器。
      2. 先在浏览器地址栏中输入 "HTTP://"，再输入目标 IP 地址。


        在浏览器中输入 IP 地址
        （当然，根据您的系统，使用正确的 IP 地址）


    提供的网页

    每个提供的页面顶部包含一个菜单，其中含有指向其他每个页面的链接。


    提供的 RTOS 统计信息页面显示了系统中每个任务的状态信息。



    提供的运行时统计信息页面显示了每个任务的处理器利用率。



    提供的 IO 页面

    IO 页面提供了一个简单的接口，可以将数据发送到开发板上的 LED 和 LCD。

    复选框可以设置和查询用户 LED 的状态。 文本框可用于向 LCD 写入消息， 但不会查询当前显示的文本。 点击 "Update IO" 按钮可将变更发送到目标硬件。

    TCP 统计信息和连接页面显示运行时网络信息。


    RTOS 配置和使用详情


    RTOS 移植的特定配置

    这些演示的特定配置项目包含在 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LPC1766_GCC_RedSuite/FreeRTOSConfig.h 中。 编辑本文件中定义的常量， 在本文件中定义的常量，以适配您的应用程序。 特别是-
    • configTICK_RATE_HZ

      可通过该常量设置 RTOS tick 的频率。 提供的数值 1000 Hz 可用于 测试 RTOS 内核功能，但这超过了大部分应用程序的频率要求。 降低此值可提高效率。

    • configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

      请 参阅 RTOS 内核配置文档，获取这些配置常量的完整信息。

    注意：请记住 ARM Cortex-M3 核心使用低数值数字表示高 优先级中断，这似乎有悖直觉，而且很容易忘记！ 如果您希望将中断分配为低优先级，请不要将中断的 优先级指定为 0（或其他较小数值），因为这可能会导致中断实际上在系统中具有最高优先级 - 因此，如果该优先级 高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY，则可能会导致系统崩溃。

    ARM Cortex-M3 核心的最低优先级实际上是 255，然而，不同的 ARM Cortex-M3 供应商采用了不同数量的优先位， 并提供了优先级指定方式不同的库函数。 请使用提供的示例作为参考。

    每个移植 #defines 'BaseType_t' 等于该处理器的最有效数据类型。 本移植将 BaseType_t 定义为长整型。

    请注意，vPortEndScheduler() 尚未实现。


    中断服务程序

    在演示应用程序中，向量表保存在闪存。

    与大多数移植不同，导致上下文切换的中断服务程序没有特殊要求，可以根据编译器文档编写。 portEND_SWITCHING_ISR() 宏可用于从 ISR 内请求上下文切换。 中断服务程序示例 vEMAC_ISR() 在 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LPC1766_GCC_RedSuite/webserver/emac.c 中提供。 示例仅供参考。

    请注意，portEND_SWITCHING_ISR() 会使中断保持启用。


    在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

    将 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LPC1766_GCC_RedSuite/FreeRTOSConfig.h 内的定义 configUSE_PREEMPTION 设置为 1 以使用抢占或 0 以使用协同式调度。


    编译器选项

    与所有的端口一样，使用正确的编译器选项至关重要。 若要确保这一点， 最佳方法是基于提供的演示应用程序文件构建您的应用程序。


    内存分配

    Source/Portable/MemMang/heap_2.c 位于 ARM Cortex-M3 演示应用程序项目中， 用于提供 RTOS 内核所需的内存分配。 请参阅 API 文档的内存管理部分， 获取完整信息。




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