STM32快速用起来FreeRTOS

技能的学习首先就要不求甚解，先用起来再学习原理。学习RTOS亦是如此，不能一开始就埋进源码中。这篇主要讲怎么快速在STM32系列单片机上用起来FreeRTOS，并顺带着说一下自学的方法及资料查找。

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说在前面

RTOS为了提高任务调度效率一般都包含汇编程序，因此移植起来需要一些汇编知识，就算网上肯定有移植教程，初次搞起来还是挺费劲的。初学时对RTOS代码不熟悉，一开始就打击了积极性可不好。因此本篇不讲怎么移植，介绍使用ST“懒人神器”CubeMX来快速移植配置FreeRTOS。

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RTOS介绍

目前嵌入式主流RTOS有uCOS、FreeRTOS，之所以很多第三方库都有在FreeRTOS上的应用Demo，是因为FreeRTOS免费。不要钱是真的厉害呀！然而说实话，论源码规范，我还是喜欢uCOS。FreeRTOS的匈牙利命名法真是让我难受呀~~~

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配置CubeMX

设计实验：配置CubeMX移植FreeRTOS，建立两个任务，一个让LED0以500ms亮灭，一个让LED1以200ms亮灭。

比较本实验和前面《消除硬延时函数Delay》的编程方式，体会引入操作系统后软件编程架构的变化。

第一步

首先如1处勾选使用FreeRTOS的enable。然后将HAL库的1ms定时中断采用的定时器改为TIM1，因为Systick要用作FreeRTOS的时基定时。第三步配置IO口。忘记怎么配置的温故《STM32CubeMX入门教程（一）》。

第二步

配置FreeRTOS。点击FREERTOS按钮。

配置界面如下，通过配置界面可以实现操作系统的配置、任务的配置、队列、信号量及内存管理的配置。

ConfigParameters：配置操作系统功能，就像手动移植时修改Config文件一样，基本上可以按默认值。具体每个配置的功能，可以点击该条目，底部会有相关介绍。

IncludeParameters：配置操作系统API，一些API不常用可以不使能编译，减小系统大小。这个也对应与移植时的Config文件。例如删除任务函数vTaskDelete()是否使能就在此配置。具体如下图：

UserConstants：添加一些用户使用的常量，很少用。

TaskAndQueues：任务及队列的配置。首先说任务配置，点击ADD，弹出配置对话框。TaskName是任务名称，一个字符串而已。下面是优先级配置，再往下是任务堆栈大小。EntryFunction是任务函数名。CodeGenerationOption是选择自动生成代码是否声明成weak。Allocation是配置内存是否动态分配，此处CUbeMX默认动态分配不给更改。

之后再看一下队列的创建。如下图，点击ADD，弹出配置对话框。首先是队列名称。QueueSize是队列长度，即包含的队列项个数。ItemSIze是队列项类型。

TimersAndSemaphores：即软件定时器及信号量的配置，界面如下图。Timer处的ADD按钮不能点击，因为我们在配置时未使能软件定时器功能。从上到下依次是：软件定时器、互斥信号量、递归信号量、二值信号量、计数信号量。

最后看一下堆栈及内存管理。

FreeRTOS Heap Usage：界面如下，这里会根据前面配置显示出动态内存使用情况。用户可配置内存管理大小，但不能比已配置使用了的小。所谓操作系统的内存管理，就是它自己先定义一个超大的数组，把内存坑全占了。你在应用开发时要拉屎，你要用哪个坑你说的不算，你告诉操作系统，“我这边四个哥们，给我来四个坑”，操作系统会找到一个连续的四个坑，并把首地址以指针的方式告诉你，如果没坑了，就反馈申请内存失败。当然，拉完要释放内存~之所以用FreeRTOS内存管理，是因为该操作系统提供5种内存管理方案，有内存碎片回收功能，很强大。

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编程

配置完后生成代码，打开freertos.c文件，编写任务函数代码。

osDelay()函数并不是FreeRTOS的原版API函数，而是加上了CMSIS-RTOS封装后的函数。

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CMSIS-RTOS

我们知道，大多数RTOS的原理都差不多的，都是任务调度、延时函数、信号量、队列等等东西。Keil有自己的RTX操作系统。后来ARM收购了Keil。CMSIS-RTOS相当于将不同厂家的RTOS封装一下，形成了一个标准的API函数库。FreeRTOS的匈牙利命名法实在让我难受，我更喜欢用这个封装库。有时候想输入一个函数，知道是Task的API，就因为想不起来前面匈牙利缩写是什么，硬是敲不出来，编辑器也不提醒，因为函数开头就不知道是啥~~~~~

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授之以鱼不如授之以渔

最后说一下自学方法。

通过本篇，你至少可以写出个非同步LED闪烁程序了吧。体验一下就好了。

然后，学习CMSIS-RTOS有哪些API，以及怎么用这些API。官网http://www.keil.com/pack/doc/cmsis/RTOS/html/index.html 。每个API函数，都有在线例程代码，看起来非常爽。当然你如果喜欢原版API，这步就算了。

最后，当用熟了之后再去学习源码。

最后的最后，有了操作系统，你就会知道项目怎么划分任务了？你就可以做到全局变量不满天飞了？你就能编写出好看的代码了？