ST STM32F4xx ARM Cortex-M4F 演示
使用 IAR EWARM 开发工具
[RTOS 移植]

STM32F407ZG_SK 入门套件板

本页记录的 FreeRTOS ARM Cortex-M4F 演示应用程序面向 STMicroelectronics STM32F4xx 微控制器。 本页提供的 IAR 项目预配置为 在 STM32F407ZG-SK 入门套件中提供的开发板上运行。

FreeRTOS ARM CORTEX-M4F 移植支持完整的中断嵌套模型，从不 完全禁用中断。 仅当 在用于构建源文件的项目编译时间选项中打开硬件浮点支持时 才能使用此移植。 不包含浮点单元的 ARM Cortex-M4 设备 不应使用此移植，而应使用 FreeRTOS ARM Cortex-M3 移植层。

注意：本页上的演示会测试 FreeRTOS 浮点支持， 方法是将使用浮点单元的中断强制嵌套 到三层。 嵌套起始于 tick 钩子函数， 该函数从 FreeRTOS tick 中断代码调用。 若删除测试的这一部分， 可大大提高 RTOS 内核效率， 在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_TICK_HOOK 设置为零即可实现。

注意 2：如果项目构建失败，可能是使用的 IAR Embedded Workbench 版本过低。 如果构建失败， 那么也可能是项目文件（在无提示的情况下）已经损坏，因此需要 将其恢复至初始状态，然后才能使用新版本的 IAR 构建项目。

重要提示！关于使用 FreeRTOS IAR STM32F4 演示项目的说明

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 STM32F4xx 演示的 IAR Embedded Workbench 工作区称为 RTOSDemo.eww， 位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_M4F_STM32F407ZG-SK 目录下， 该目录位于官方 FreeRTOS .zip 文件下载中。

STMicro ARM Cortex-M4F 演示应用程序

功能

此演示应用程序会演示以下几个方面：

• 从任务中使用浮点指令。
• 从 3 层嵌套的中断中使用浮点指令。 注意：嵌套起始于 tick 钩子函数， 该函数从 FreeRTOS tick 中断代码调用。 若删除测试的这一部分， 可大大提高 RTOS 内核效率， 在 FreeRTOSConfig.h 中将 configUSE_TICK_HOOK 设置为零即可实现。
• 软件定时器。
• 队列。
• 互斥锁。
• 信号量。
• Malloc 失败、堆栈溢出、tick 和空闲钩子函数。

演示应用程序任务分为标准演示任务 和演示特定任务。 所有 FreeRTOS 移植和演示应用程序都使用标准演示任务。 这些任务仅用于演示 FreeRTOS API 和测试移植，不得用作其他用途。

硬件设置

构建和执行演示应用程序

1. 确保已使用合适的调试器接口将目标硬件 连接到主机。 入门套件中提供了 J-Link lite。

2. 从 Embedded Workbench IDE 中打开 RTOSDemo.eww Embedded Workbench 工作区 。

3. 从 Embedded Workbench 的 "Project" 菜单中选择 "Build All"， 演示应用程序的构建不应出错。

4. 构建完成后，从 Embedded Workbench 的 "Project" 菜单中选择 "Download and Debug" （或直接按 CTRL+D），即可对微控制器闪存进行编程， 然后启动调试会话。 应用程序将开始运行，然后 在函数 main() 的开始处中断。

RTOS 配置和使用详情

Cortex-M4F FreeRTOS 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，获取这些配置常量的完整信息。

• configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 和 configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  鉴于 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是完整的八位偏移原始值，定义为直接用于 ARM Cortex-M4F NVIC 寄存器， configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 和 configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是等效物，定义为仅使用 STM32 上可用的 4 个优先级位。 ST 标准外设库函数 NVIC_Init() 以及 CMSIS 库函数 NVIC_SetPriority() 都需要未移动的 4 位格式。

请注意！请参阅说明如何在 ARM Cortex-M 设备上设置中断优先级的页面。 请记住，ARM Cortex-M 核心中， 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-M 核心上的最低优先级实际上是 255，但不同 Cortex-M 供应商会实现不同数量的优先级位， 提供期望以不同方式指定优先级的库函数。 例如， 在 STM32 微控制器上，您可指定的最低优先级实际上是 15，这是由 FreeRTOSConfig.h 中的常量 configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 定义的。 可指定的最高优先级 始终为零。

我们还建议确保将所有四个优先级位分配为 抢占式优先级位，并且不设置子优先级位，就和演示 中的一样。

每个移植 #defines 'BaseType_t' 为对该处理器而言最有效的 数据类型。 此移植将 BaseType_t 定义为长类型。

中断服务程序

请注意，portEND_SWITCHING_ISR() 将启用中断。

作为示例，此演示提供了一个中断服务程序， 称为 EXTI9_5_IRQHandler()，定义在 main.c 中。 此中断是通过 按下入门套件硬件上的 “USER” 按钮触发的。 中断 使用信号量与任务同步，并调用 portEND_SWITCHING_ISR 以确保中断直接返回到任务。 函数显示如下：

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
long lHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

    /* Only line 6 is enabled, so there is no need to test which line generated
    the interrupt. */
    EXTI_ClearITPendingBit( EXTI_Line6 );

    /* This interrupt does nothing more than demonstrate how to synchronise a
    task with an interrupt.  First the handler releases a semaphore.
    lHigherPriorityTaskWoken has been initialised to zero. */
    xSemaphoreGiveFromISR( xTestSemaphore, &lHigherPriorityTaskWoken );

    /* If there was a task that was blocked on the semaphore, and giving the
    semaphore caused the task to unblock, and the unblocked task has a priority
    higher than the currently executing task (the task that this interrupt
    interrupted), then lHigherPriorityTaskWoken will have been set to pdTRUE.
    Passing pdTRUE into the following macro call will cause this interrupt to
    return directly to the unblocked, higher priority, task. */
    portEND_SWITCHING_ISR( lHigherPriorityTaskWoken );
}

只有以 "FromISR" 结尾的 FreeRTOS API 函数可以从 中断服务例程中调用 - 而且中断的优先级须 小于或等于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 配置常量设置的 优先级。

FreeRTOS 使用的资源

在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

编译器选项

内存分配

其他事项