教大家如何在STM32F4上跑freeRTOS

［导读］ 大家好，我是逸珺。

之前挖了图解freeRTOS的坑，挖了坑就得填。今天就从使用开始，先把freeRTOS用起来。先聊一聊在STM32F407上的如何电灯，如果只用freeRTOS点灯，无疑有点杀鸡用牛刀的感觉。但是想用freeRTOS做产品，先照类似步骤则可以验证最小系统，验证freeRTOS是否能正确跑起来，再在此基础上开始做应用开发，就把任务分解了。本文主要梳理一下如何利用官方移植例子，创建一个自己demo工程，对于没用过的有点参考价值。

注：本文基于IAR for ARM 8.22.1（个人喜欢IAR），硬件采用正点原子的STM32F407探索者开发板，STLink V2。

准备工作去官网https://www.freertos.org/a00104.html下载

按下载，目前最新为202104.00，这个带多种移植好的例子。解压出来，是这样的：

tools为AWS iot配置工具，quick start例子以及cmake

FreeRTOS-Plus包含了MQTT，TCP，FAT等很多例子，先不去管

FreeRTOS为真正的操作系统源码以及多平台移植例子，如下：

使用开源软件，记得看看README，一般会有些介绍信息。分别介绍一下该文件夹下的大体内容：

Demo：大部分硬件平台的官方移植例子

Source：内核代码，包含硬件独立文件与可移植文件

Test：内核测试代码

license：MIT开源协议，可以直接商业应用。

建立工程1.打开IAR，创建Workspace

2.创建工程

选择空工程（Empty project），命名为demo保存。

设置工程

右键选择Options，进入设置界面

设置单片机为STM32F407VG

Library Configuration使能CMSIS

添加源文件

4.1 新建freeRTOS文件夹

4.2 添加内核文件，在工程文件夹下新建freeRTOS文件夹，将下列文件拷贝过来

4.3 添加进IAR工程

4.4 将freeRTOS下的include文件夹以及portable文件夹拷贝到当前工程下

4.5 portable文件夹下保留下面这几个文件夹

4.6 IAR文件夹下保留下面这两个文件夹

注：全保留也可以，就是其他的用不到，会使工程文件夹变的很大，如果用版本控制软件管理，会增加仓库的大小。ARM_CM4F_MPU文件夹暂时没用，这个留做备用。

4.7 在IAR工程中新建portable文件夹，并加入相应的文件

4.8 将下面几个文件从官方例子中拷贝过来，并加入工程

FreeRTOSConfig.h是内核配置文件，本文配置如下：

#define configUSE_PREEMPTION 1#define configUSE_IDLE_HOOK 0#define configUSE_TICK_HOOK 0#define configCPU_CLOCK_HZ （ SystemCoreClock ）#define configTICK_RATE_HZ （ （ TickType_t ） 1000 ）#define configMAX_PRIORITIES （ 5 ）#define configMINIMAL_STACK_SIZE （ （ unsigned short ） 130 ）#define configTOTAL_HEAP_SIZE （ （ size_t ） （ 75 * 1024 ） ）#define configMAX_TASK_NAME_LEN （ 10 ）#define configUSE_TRACE_FACILITY 1#define configUSE_16_BIT_TICKS 0#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1#define configUSE_MUTEXES 1#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 8#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0/* Co-routine definitions. */#define configUSE_CO_ROUTINES 0#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES （ 2 ）/* Software timer definitions. */#define configUSE_TIMERS 1#define configTIMER_TASK_PRIORITY （ 2 ）#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH （ configMINIMAL_STACK_SIZE * 2 ）/* Set the following definitions to 1 to include the API function， or zero

to exclude the API function. */#define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1#define INCLUDE_vTaskDelete 1#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources 1#define INCLUDE_vTaskSuspend 1#define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1#define INCLUDE_vTaskDelay 1

将IDLE_HOOK/TICK_HOOK禁止了，先不去关注这两个功能。

将STM32相关文件搬过来，如下加入到工程

建立main.c

正点原子的板子，有两个LED，我们就建立两个任务来闪灯吧，相当于hello world，容易理解。

/* 操作系统头文件。 */

#include “FreeRTOS.h”#include “task.h”#include “timers.h”#include “semphr.h”#include “stm32f4xx.h”

//LED管脚

#define LED1_PIN GPIO_Pin_9#define LED1_GPIO_PORT GPIOF#define LED1_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOF

#define LED2_PIN GPIO_Pin_10#define LED2_GPIO_PORT GPIOF#define LED2_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOF

static void prvLedInitialise（）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* LED1时能时钟 */

RCC_AHB1PeriphClockCmd（LED1_GPIO_CLK， ENABLE）;

/* LED1 GPIO 配置为输出 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_PIN;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init（LED1_GPIO_PORT， &GPIO_InitStructure）;

/* LED2时能时钟 */

RCC_AHB1PeriphClockCmd（LED2_GPIO_CLK， ENABLE）;

/* LED2 GPIO配置为输出 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_PIN;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init（LED2_GPIO_PORT， &GPIO_InitStructure）;

}

static void prvSetupHardware（ void ）

{

/* 配置时钟，PLL，FLASH */

SystemInit（）;

/* 配置NVIC优先级。 */

NVIC_PriorityGroupConfig（ NVIC_PriorityGroup_4 ）;

/*LED GPIO配置*/

prvLedInitialise（）;

}

//500ms LED1灯状态翻转一次

static void led1Task（ void * pvParameters ）

{

while（1）

{

LED1_GPIO_PORT-》ODR ^= LED1_PIN;

vTaskDelay（500）;

}

}

//1000ms LED2灯状态翻转一次

static void led2Task（ void * pvParameters ）

{

while（1）

{

LED2_GPIO_PORT-》ODR ^= LED2_PIN;

vTaskDelay（1000）;

}

}

int main（void）

{

prvSetupHardware（）;

xTaskCreate（led1Task，“LED1”，256，NULL，100，（TaskHandle_t *）NULL）;

xTaskCreate（led2Task，“LED2”，256，NULL，101，（TaskHandle_t *）NULL）;

/* 启动任务调度器。 */

vTaskStartScheduler（）;

}

5.设置包含路径

5.1 右键打开options，设置C/C++编译器包含路径

5.2 设置包含路径为：

$PROJECT_DIR$是一个变量，表示当前路径，不要设成绝对路径，否则拷贝到不同路径就无法编译了。

$PROJ_DIR$

$PROJ_DIR$halCMSISDeviceSTSTM32F4xxInclude

$PROJ_DIR$halSTM32F4xx_StdPeriph_Driverinc

$PROJ_DIR$freeRTOSinclude

$PROJ_DIR$freeRTOSportableIARARM_CM4F

$PROJ_DIR$Commoninclude示当前工程目录，利用这个变量就可以设置和工程相关的路径了，不要设置为绝对路径，否则如果工程拷贝到其他路径，就无法正确编译了。

并设置两个宏：

USE_STDPERIPH_DRIVER

STM32F4XX

5.3 设置汇编器包含路径

6. 设置链接配置文件

注：如果遇到下面的错误，应该是你使用了老版本的startup_stm32f4xx.s

Warning［25］： Label ‘CAN2_SCE_IRQHandler’ is defined pubweak in a section implicitly declared root

官方例子中下面路径的startup_stm32f4xx.s为老版本

CMSISDeviceSTSTM32F4xxSourceTemplatesiar

该警告详细信息可参考：

https://www.iar.com/knowledge/support/technical-notes/assembler/warning25-label-xxxxx-is-defined-pubweak-in-a-section-implicitly-declared-root/

编译运行

设置ST-Link

总结一下官方的例子，要直接拿来开发产品有很多不需要的文件，可以按照本文的步骤做些删减，先建立这样一个基本工程，然后就可以结合自己的实际硬件以及需求，开始做应用开发了。

编辑：jq