STM32F100 ARM Cortex-M3 FreeRTOS 演示
使用 GCC 和 Atollic TrueStudio 基于 Eclipse 的 IDE
[RTOS 移植]

简介

其低成本使得 Discovery 板成为理想的评估平台，但 8K 的可用 RAM 也意味着可演示的 FreeRTOS 内核功能数量 有限。 因此，这个简单的演示仅积极 演示了任务、队列、软件定时器和中断功能。 该演示还 配置为包括 malloc 失败、空闲和堆栈溢出挂钩 函数。

FreeRTOS 下载内容包括其他功能更全面的演示应用程序， 适用于 STM32 微控制器系列中的大型部件。

演示已经过预先配置，可使用免费版本的 Atollic TrueStudio for STM32 基于 Eclipse 的 IDE，以及 FreeRTOS GCC 移植。

重要提示！使用 STM32F100 ARM Cortex-M3 演示的注意事项

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. RTOS 配置和使用详情

源代码组织

适用于 FreeRTOS STM32 Discovery 板演示的 TrueStudio 项目位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_STM32F100_Atollic 目录下。 此项目 应该导入到 TrueStudio 工作区。下文 准备 Eclipse 项目部分 描述了关于设置演示项目目录， 以及将演示项目导入到 TrueStudio 中的重要信息。

演示应用程序

演示应用程序硬件设置

准备 TrueStudio (Eclipse) 项目目录

1. 构建项目所需的所有源文件必须位于 包含项目文件本身的文件夹/目录，或
2. 需要配置 Eclipse 工作区（注意是工作区，而非项目） 来定位硬盘上其他位置的文件。

CreateProjectDirectoryStructure.bat 必须在 TrueStudio 项目导入到 Eclipse 工作区之前执行。

CreateProjectDirectoryStructure.bat 不能 在 TrueStudio Eclipse IDE 中执行。

将演示应用程序项目导入 TrueStudio Eclipse 工作区

1. 从 TrueStudio 的 "File" 菜单中选择 "Import"。 系统将显示 如下对话框。 选择 "Existing Projects into Workspace"。

   
   

   
   首次点击 "Import" 时显示的对话框

   
   

2. 在下一个对话框中，选择 FreeRTOS/Demo/CORTEX_STM32F100_Atollic 作为根目录。 然后，确保在 "Project" 区域已勾选 FreeRTOS-Simple-Demo 项目， 并确保 "Copy Projects Into 未勾选 "Copy Projects Into Workspace box"， "Finish" 按钮（请参阅下图查看正确的复选框状态， 图片中不包含 "Finish" 按钮）。

   
   

   
   确保已勾选 FreeRTOS-Simple-Demo，且不勾选 "Copy projects into workspace"

构建和运行演示应用程序

1. 使用标准 USB 线将 STM32 Discovery 板连接到主机。 系统可能会提示您安装某些 USB 驱动器。

2. 确保 CreateProjectDirectoryStructure.bat 已执行， 并确保项目已正确导入到 Eclipse 工作区。

3. 在 IDE 的 "Project" 菜单中选择 "Rebuild All"。

4. 在 IDE 的 “Run” 菜单中选择 "Debug"。 如果调试会话启动，则进程完成。 如果调试会话未启动，请按照此列表中的其余说明操作。

用于创建调试启动配置的对话框，在按下
"New Launch Configuration" 速度按钮（红色突出显示部分）后出现。

功能

• 空闲钩子函数：
  空闲钩子函数会查询 FreeRTOS 堆空间的剩余量 （见 main.c 中定义的 vApplicationIdleHook()）。 演示 应用程序被配置为使用 7K RAM (可用为 8K) 作为 FreeRTOS 堆。 在初始化过程中内存仅从此堆分配，并且此演示 实际上仅使用 1.6K 字节（共配置 7K 可用堆空间），剩下 5.4K 字节的堆空间未被分配。

• main() 函数：
  main() 会创建一个软件定时器、一个队列和两个任务。 然后它会启动 调度器。

• 队列发送任务：
  队列发送任务由 main.c 中的 prvQueueSendTask() 函数实现。 prvQueueSendTask() 处于一个循环中，它会反复阻塞 200 毫秒，然后才发送值 100 至 main() 中创建的队列。 一旦值发送成功，任务就会再次循环， 再次被阻塞 200 毫秒。

• 队列接收任务：
  队列接收任务由 main_blinky.c 中的 prvQueueReceiveTask() 函数实现 。 prvQueueReceiveTask() 位于一个循环中， 它会反复阻塞试图从队列中读取数据的操作，该队列创建于 main () 中。 接收到数据时， 任务会检查数据的值，如果该值等于 预期的 100，则切换绿色 LED。 传递给队列接收函数的“阻塞时间”参数规定， 此任务应当无限期地保持在“已阻塞”状态， 直到队列上有可用数据为止。 只有当 队列发送任务写入队列时，队列接收任务才会解除“已阻塞” 。 由于队列发送任务每 200 毫秒向队列写入一次， 队列接收任务每 200 毫秒解除一次“已阻塞”状态， 因此绿色 LED 每 200 毫秒切换一次。

• LED 软件定时器和按钮中断：
  将用户按钮 B1 配置为每次按下后生成一个中断 。 中断服务程序会打开红色 LED，并重置 LED 软件定时器。 该 LED 定时器的周期为 5000 毫秒（5 秒），并且 会使用回调函数，该函数被定义为仅关闭红色 LED。 因此，按下用户按钮将开启红色 LED，并且 LED 将 保持开启状态，持续 5 秒（如果不按下按钮）。

RTOS 配置和使用详情

RTOS 移植特定配置

• configTICK_RATE_HZ

  此常量设置了 RTOS tick 中断的频率。 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，获取这些配置常量完整信息。

注意！请务必牢记 ARM Cortex-M3 核心使用的 数字越小表示中断优先级越高。 这一点 可能有悖直觉，容易混淆！ 如果要将 中断设置为低优先级，请不要将其优先级指定为 0（或其他低数值）， 因为这会导致该中断在系统中具有 最高优先级，并且如果这个优先级 高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY，可能会导致系统崩溃。 另外，请勿忘记 分配中断优先级，因为默认情况下，中断优先级为 0， 这可能导致其处于最高优先级。

ARM Cortex-M3 核心的最低优先级实际上是 255，但是不同的 Cortex-M3 供应商实现了不同数量的优先级， 并提供了期望以不同方式指定优先级的库函数。 例如， 在 STM32 上，您可以在 ST 驱动函数库调用中指定的最低优先级 实际上是 15，这是由常量 configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 定义的，它位于 FreeRTOSConfig.h。 可指定的最高优先级 始终为零。

我们还建议您确保将所有四个优先级位 都设置为抢占式优先级位。 要确保如此，可以将 "NVIC_PriorityGroup_4" 传递到 ST 库函数 NVIC_PriorityGroupConfig() 中。 在演示项目中，这是由函数 prvSetupHardware() 完成的， 它在 main.c 中定义。

每个端口将 #defines 'BaseType_t' 定义为对处理器来说 数据类型。 此移植将 BaseType_t 定义为长类型。

请注意，vPortEndScheduler() 尚未实现。

中断服务程序

请注意，portEND_SWITCHING_ISR() 将启用中断。

此演示项目提供了中断服务程序示例， 即 main.c 中定义的 EXTI0_IRQHandler()。

请注意，以下行包括在 FreeRTOSConfig.h 中：

	#define vPortSVCHandler      SVC_Handler
	#define xPortPendSVHandler   PendSV_Handler
	#define xPortSysTickHandler  SysTick_Handler

在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

内存分配