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STM32CubeMX之FreeRTOS

发布于2021-05-30 20:33     阅读(1383)     评论(0)     点赞(20)     收藏(0)



参考资料:

  1. 《STM32F103 FreeRTOS开发手册V1.1》

1 STM32CubeMX参数配置及其说明

1.1 FreeRTOS Mode

这里有两种选项
在这里插入图片描述
参考文章:FreeRTOS选项中Disable、CMSIS_V1和CMSIS_V2的区别
这里做实验使用的单片机是STM32F1系列,内核为Cortex - M3,所以选择CMSIS_V1即可。

1.2 Config parameters

1.2.1 Kernel setting

在这里插入图片描述

  1. USE_PREEMPTION
    为1时使用抢占是调度器,为0时使用协程。

  2. TICK_RATE_HZ
    系统时钟节拍频率,单位为HZ。值设置为1000,即周期就是1ms。

  3. MAX_PRIORITIES
    设置任务的优先级数量,设置好以后任务就可以使用从0到(MAX_PRIORITIES - 1)的优先级,其中0位最低优先级,(MAX_PRIORITIES - 1)为最高优先级。

  4. MINIMAL_STACK_SIZE
    设置空闲任务的最小任务堆栈大小,以字为单位,而不是字节。如该值设置为128 Words,那么真正的堆栈大小就是 128*4 = 512 Byte

  5. MAX_TASK_NAME_LEN
    设置任务名最大长度

  6. IDLE_SHOULD_YIELD
    定义了与空闲任务(idle Task)处于同等优先级的其他用户任务的行为,当为0时空闲任务不会为其他处于同优先级的任务让出CPU使用权;当为1时空闲任务就会为处于同优先级的任务让出CPU使用权,除非没有就绪的用户任务。建议设置为0.

  7. USE_MUTEXES
    为1时使用互斥信号量,相关的API函数会被编译。

  8. USE_RECURSIVE_MUTEXES
    为1时使用递归互斥信号量,相关的API函数会被编译。

  9. USE_COUNTING_SEMAPHORES
    为1时启用计数型信号量, 相关的API函数会被编译。

  10. QUEUE_REGISTRY_SIZE
    设置可以注册的队列和信号量的最大数量,在使用内核调试器查看信号量和队列的时候需要设置此宏,而且要先将消息队列和信号量进行注册,只有注册了的队列和信号量才会在内核调试器中看到,如果不使用内核调试器的话次宏设置为0即可。

  11. USE_APPLICATION_TASK_TAG
    为1时可以使用vTaskSetApplicationTaskTag函数。

  12. ENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY
    为1时可以使V8.0.0之前的FreeRTOS用户代码直接升级到V8.0.0之后,而不需要做任何修改。

  13. USE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION
    FreeRTOS有两种方法来选择下一个要运行的任务,一个是通用的方法,另外一个是特殊的方法,也就是硬件方法,使用MCU自带的硬件指令来实现。STM32有计算前导零指令吗,所以这里强制置1.

  14. USE_TICKLESS_IDLE
    为1时使能低功耗tickless模式

  15. USE_TASK_NOTIFICATIONS
    为1时使用任务通知功能,相关的API函数会被编译。开启了此功能,每个任务会多消耗8个字节。

  16. RECORD_STACK_HIGH_ADDRESS
    为1时栈开始地址会被保存到每个任务的TCB中(假如栈是向下生长的)

1.2.2 Memory management setting

  1. TOTAL_HEAP_SIZE
    设置堆大小,如果使用了动态内存管理,FreeRTOS在创建 task, queue, mutex, software timer or semaphore的时候就会使用heap_x.c(x为1~5)中的内存申请函数来申请内存。这些内存就是从堆ucHeap[configTOTAL_HEAP_SIZE]中申请的。

1.2.3 Hook function related definitions

钩子函数(hook)也叫回调函数(callback)

1.3 创建任务Task和队列Queue

1.3.1 创建任务Task

在这里插入图片描述其中任务的堆(heap)使用计算:
FreeRTOS requires to allocate in the heap for that user task:
number of bytes = TCB size + (4 * task stack size) = 624 Bytes
Here:
TCB size = 112
task stack size = 128

1.3.2 创建队列Queue

在这里插入图片描述其中队列的堆(heap)使用计算:
FreeRTOS requires to allocate in the heap for that message queue:
number of bytes = 76 + queue_storage_area = 124 Bytes
queue_storage_area (in bytes) = (element_size * nb_elements) + 16.
Here:
element_size = 2
nb_elements = 16

1.4 FreeRTOS Heap Usage

STM32CubeMX在配置完参数后会自动计算使用堆的情况
在这里插入图片描述

1.5 FreeRTOS时钟和HAL timebase Source

1.5.1 FreeRTOS时钟和HAL timebase 使用同一时钟源

参考文章:STM32 Cubemx FreeRTOS的timebase配置
FreeRTOS默认使用SysTick作为时钟源,而如果timebase Source也选择SysTick,如下图
timebase Source则会出现如下警告
在这里插入图片描述

  1. 如果强行点击Yes
    在stm32f1xx_it.c中找到如下函数,可以看出FreeRTOS 滴答时钟HAL timebase都使用SysTick作为时钟源,强烈建议不要这样做
void SysTick_Handler(void)
{
  HAL_IncTick();   /*HAL timebase*/
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
  if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
  {
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
  xPortSysTickHandler();   /*FreeRTOS 滴答时钟*/
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
  }
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}

1.5.1 FreeRTOS时钟和HAL timebase 使用不同时钟源

选择TIM7作为HAL timebase 时钟源
在这里插入图片描述

  1. HAL timebase时钟源
    在生成的工程中多出了一个时基的c文件
    在这里插入图片描述

该文件将TIM7初始化为HAL的时基源,中断周期为1ms

在main.c文件中可以找到如下函数,

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if (htim->Instance == TIM7) {
    HAL_IncTick();
  }
}

HAL timebase最明显的使用场景是 使用HAL库的延时函数 HAL_Delay

  1. FreeRTOS的时钟源
    在cmsis_os.c文件中有如下函数
/**
* @brief  Handles the tick increment
* @param  none.
* @retval none.
*/
void osSystickHandler(void)
{
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  == 1 )
  if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
  {
#endif  /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */  
    xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  == 1 )
  }
#endif  /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */  
}

在FreeRTOSConfig.h文件中可以找到如下宏定义

#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_42900996/article/details/117325419



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作者:搜嘎皮卡

链接:http://www.phpheidong.com/blog/article/86896/19ebb0bcbc1b2ecf0e36/

来源:php黑洞网

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