STM32F1+FreeRTOS系统移植例程

一、系统下载
1.1、下载FreeRTOS系统
首先我们需要去到FreeRTOS系统管网下载他们的源码，官网地址是：www.freertos.org
打开后如图所示，并点击右上角绿色按钮

跳转到如下页面之后，点击下载即可

下载完成之后，如图所示

二、系统移植
要移植 FreeRTOS，肯定需要一个基础工程，基础工程越简单越好，这里我使用的是STM32F103VET6的板子，例程则选择最基础的跑马灯实验来作为基础工程
2.1、添加FreeRTOS 源码
在基础工程中新建一个名为 FreeRTOS 的文件夹，如图所示

创建 FreeRTOS 文件夹以后就可以将 FreeRTOS 的源码添加到这个文件夹中，打开刚刚下载的FreeRTOS源码，找到路径为：FreeRTOSv202111.00\FreeRTOS\Source下的文件

将所有.c文件以及include、portable两个文件夹复制到基础工程下刚刚创建的FreeRTOS 文件夹中，如下图所示：

复制完成之后打开portable文件夹，我们只需要留下 keil、MemMang 和 RVDS 这三个文件夹，其他的都可以删除掉，删除完成之后如下图所示

接着打开FreeRTOS源码，找到路径为：FreeRTOSv202111.00\FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil下的 FreeRTOSConfig.h文件，将其复制到基础工程路径为：实验1 LED灯闪烁\FreeRTOS\include下，如下图所示：


2.2、向工程分组中添加文件
打开基础工程，新建分组 FreeRTOS_CORE 和 FreeRTOS_PORTABLE

接着往这两个分组里添加文件，FreeRTOS_CORE 分组添加路径为：实验1 LED灯闪烁\FreeRTOS下的所有.c文件

FreeRTOS_PORTABLE分组添加路径为：实验1 LED灯闪烁\FreeRTOS\portable\MemMang下的heap_4.c文件以及路径为：实验1 LED灯闪烁\FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM3下的port.c文件


添加完成如下图所示：

2.3、添加相对应的头文件路径
添加完 FreeRTOS 源码中的 C 文件以后还要添加 FreeRTOS 源码的头文件路径，头文件路径如下图所示：

2.4、修改BasicSYSTEM文件
SYSTEM 文件夹里面的文件一开始是针对UCOS 而编写的，所以如果使用 FreeRTOS 的话 就需要做相应的修改。本来打算让 SYSTEM 文件夹也支持 FreeRTOS，但是这样的话会导致 SYSTEM 里面的文件太过于复杂，这样非常不利于初学者学习，所以这里就专门针对 FreeRTOS 修改了 SYSTEM 里面的文件。
1、修改 sys.h 文件 sys.h 文件修改很简单，在 sys.h 文件里面用宏 SYSTEM_SUPPORT_OS 来定义是否使用 OS， 我们使用了 FreeRTOS，所以应该将宏 SYSTEM_SUPPORT_OS 改为 1。

2、修改 usart.c 文件 usart.c 文件修改也很简单，usart.c 文件有两部分要修改，一个是添加 FreeRTOS.h 头文件， 默认是添加的 UCOS 中的 includes.h 头文件，修改以后如下：

另外一个就是 USART1 的中断服务函数，在使用 UCOS 的时候进出中断的时候需要添加 OSIntEnter()和 OSIntExit()，使用 FreeRTOS 的话就不需要了，所以将这两行代码删除掉，修改以后如下：

3、修改 delay.c 文件 delay.c 文件修改的就比较大了，因为涉及到 FreeRTOS 的系统时钟，delay.c 文件里面有 4 个函数，先来看一下函数 SysTick_Handler()，此函数是滴答定时器的中断服务函数，代码如下

FreeRTOS 的心跳就是由滴答定时器产生的，根据 FreeRTOS 的系统时钟节拍设置好滴答定 时器的周期，这样就会周期触发滴答定时器中断了。在滴答定时器中断服务函数中调用 FreeRTOS 的API函数 xPortSysTickHandler()。 delay_init()是用来初始化滴答定时器和延时函数，代码如下：

前面我们说了 FreeRTOS 的系统时钟是由滴答定时器提供的，那么肯定要根据 FreeRTOS 的 系统时钟节拍来初始化滴答定时器了，delay_init()就是来完成这个功能的。FreeRTOS 的系统时 钟节拍由宏 configTICK_RATE_HZ 来设置，这个值我们可以自由设置，但是一旦设置好以后我 们就要根据这个值来初始化滴答定时器，其实就是设置滴答定时器的中断周期。在基础例程中 滴答定时器的时钟频率设置的是 AHB 的 1/8，这里为了兼容 FreeRTOS 将滴答定时器的时钟频 率改为了 AHB，也就是 72MHz！这一点一定要注意！ 接下来的三个函数都是延时的，代码如下：


delay_us()是 us 级延时函数，delay_ms 和 delay_xms()都是 ms 级的延时函数，delay_us()和 delay_xms()不会导致任务切换。delay_ms()其实就是对 FreeRTOS 中的延时函数 vTaskDelay()的 简单封装，所以在使用 delay_ms()的时候就会导致任务切换。 delay.c 修改完成以后编译一下，会提示如下图所示错误：

上图的错误提示表示在 port.c、delay.c 和 stm32f10x_it.c 中三个重复定义的函数： SysTick_Handler()、SVC_Handler()和 PendSV_Handler()，这三个函数分别为滴答定时器中断服 务函数、SVC 中断服务函数和 PendSV 中断服务函数，将 stm32f10x_it.c 中的三个函数屏蔽掉， 如下图所示：

再次编译代码，应该没有错误了，如果还是错误的话自行根据错误类型修改！至此，SYSTEM 文件夹就修改完成了，接下来我们进行跑马灯测试，测试代码如下

测试代码中创建了 3 个任务：LED0 测试任务、LED1 测试任务和浮点测试任务，它们的任务函数分别为：led0_task()、led1_task()。led0_task()和 led1_task()任务很简单，就是让 LED0 和 LED1 周期性闪烁
编译并下载代码到 STM32F103VET6 开发板中，下载进去以后会看到 LED0 和 LED1 开始闪烁， LED0 均匀闪烁，那是因为我们在 LED0 的任务代码中设置好的 LED0 亮 500ms，灭 500ms。 LED1 亮的时间短，灭的时间长，这是因为在 LED1 的任务代码中设置好的亮 200ms，灭 800ms。

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