STM32-初学FreeRTOS操作系统

今天的实验内容是使用cubeMX配置freeRTOS，创建3个任务使三个LED实现不同频率的闪烁。在时间敏感的应用中，单线程的程序必须等待整个程序运行完或者中断发生才能再次运行，实时性较弱。今天采用的freeRTOS是实时操作系统之一，特点是多线程，采用“轮换”的方式实现“并行”的效果，操作系统内可以建立任务，每个任务都可以认为自己完全占有着cpu，这样整个系统的灵活性就会非常强。今天使用cubeMX简单配置MCU实现多线程的效果。
来跟我一起开搞：

使用cubeMX创建一个新的工程，本文选择STM32L476VETx主控。

如图，配置三个LED所接引脚为输出模式，并右键点击Enter User Label标注好名称，例如我的引脚控制情况如下：
PB2引脚控制红色的LD4    PB8引脚控制黄色的LD5

PC11引脚控制黄色的LD6    PC10引脚控制红色的LD7

配置系统HCLK为72M，这里告诉我们最高可以设置为80Mhz（振荡器HSI 16Mhz）

 

勾选FreeRTOS

点击配置界面的FreeRTOS出现具体配置界面，只配置Tasks & Queues

双击初始的task进行配置

修改任务名称Task Name、任务函数Entry Function并配置优先级为osPriorityBelowllormal

点击add增加三个新的任务分别控制LD5、LD6，注意他们的优先级分别设置为osPriorityNormal、osPriorityAbovellormal，优先级是可以自定义的，我这里仅仅是将三个任务的优先级区分开来。

 

配置已经完成了，整个流程十分简洁，尝试生成模板，如下图设置，并将所有外设分.c/.h存储

 

弹出错误，提示不建议使用systick作为timebase source，可以这样解决

1）可以在SYS内设置Timebase Source为定时器。

2）（未验证）不需要处理这条信息，系统会自动分配。

此处我们尝试使用第一个方法设置TIM1

生成成功，点击Open Project打开工程文件，可以看到系统自动创建了三个任务名称（我们之前设置的名称），建立并开启了三个任务。

在main.c中，此处提示理论上用户不要在下面的循环里写程序了，因为调度器已经开始了。

我们直接打开freertos.c文件，找到三个任务的函数，可以看到每个任务都是一个死循环，并且内部有一个延时。死循环是代表每个任务都可以认为自己是独占cpu的，延时是为了给其他任务一个执行的机会。如果不加延时就会导致调度器无法为其他任务分配资源，也就无法执行到了。

我们加一句设置引脚输出电平的语句，会提示没有定义，这是因为freertos没有引用gpio相关的头文件。解决办法：在USER CODE BEGIN和USER CODE END中间插入这行代码 #include "gpio.h" 即可。这里提示一下为什么要放在这个BEGIN和END中间呢，就是为了你后面去修改引脚配置重新生成代码的时候会保留你之前写的代码，这点一定要注意。

 

分别在三个循环内写入不同频率的闪烁语句。

设置下载方式，以及勾选Reset and Run下载后自动运行程序。

编译无误后下载程序。

可以观察到LD5很快速的闪烁，，其他两个灯分别以20hz和2hz的频率闪烁，如果有示波器应该能清楚的验证开发板同时输出三种频率的方波。

后记：每个任务都可以有自己的“初始化”即在任务内循环之上进行变量定义和初始化操作，不建议在程序内使用全局变量，因为在没有保护的情况下，全局变量有被意外改变的风险，程序之间可以通过邮箱和信号量来进行交互。

建议大家看看这篇中文版的，先了解一下基础《FreeRTOS实时内核实用指南.pdf》