一庇配、FreeRTOS簡介

FreeRTOS 是一個可裁剪、可剝奪型的多任務(wù)內(nèi)核绍些，而且沒有任務(wù)數(shù)限制捞慌。FreeRTOS 提供了實時操作系統(tǒng)所需的所有功能，包括資源管理柬批、同步啸澡、任務(wù)通信等。

FreeRTOS 是用 C 和匯編來寫的氮帐，其中絕大部分都是用 C 語言編寫的锻霎，只有極少數(shù)的與處理器密切相關(guān)的部分代碼才是用匯編寫的，F(xiàn)reeRTOS 結(jié)構(gòu)簡潔揪漩，可讀性很強！最主要的是非常適合初次接觸嵌入式實時操作系統(tǒng)學(xué)生吏口、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員和愛好者學(xué)習(xí)奄容。

最新版本 V9.0.0（2016年）冰更，盡管現(xiàn)在 FreeRTOS 的版本已經(jīng)更新到 V10.4.1 了，但是我們還是選擇 V9.0.0昂勒，因為內(nèi)核很穩(wěn)定蜀细，并且網(wǎng)上資料很多，因為 V10.0.0 版本之后是亞馬遜收購了FreeRTOS之后才出來的版本戈盈，主要添加了一些云端組件奠衔，一般采用 V9.0.0 版本足以。

• FreeRTOS官網(wǎng)：http://www.freertos.org/
• 代碼托管網(wǎng)站：https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/

二塘娶、新建工程

1. 打開 STM32CubeMX 軟件归斤，點擊“新建工程”

2. 選擇 MCU 和封裝

3. 配置時鐘
RCC 設(shè)置，選擇 HSE(外部高速時鐘) 為 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷諧振器)

4. 配置調(diào)試模式
非常重要的一步虹曙，否則會造成第一次燒錄程序后續(xù)無法識別調(diào)試器
SYS 設(shè)置迫横，選擇 Debug 為 Serial Wire

三、SYS Timebase Source

在 System Core 中選擇 SYS 酝碳，對 Timebase Source 進(jìn)行設(shè)置矾踱，選擇 TIM1 作為HAL庫的時基（除了 SysTick 外都可以）。

在基于STM32 HAL的項目中疏哗，一般需要維護(hù)的 “時基” 主要有2個：

1. HAL的時基呛讲，SYS Timebase Source
2. OS的時基（僅在使用OS的情況下才考慮）

而這些 “時基” 該去如何維護(hù)，主要分為兩種情況考慮：

• 裸機運行：
  可以通過 SysTick（滴答定時器）或 （TIMx）定時器 的方式來維護(hù) SYS Timebase Source沃斤，也就是HAL庫中的 uwTick圣蝎，這是HAL庫中維護(hù)的一個全局變量。在裸機運行的情況下衡瓶，我們一般選擇默認(rèn)的 SysTick（滴答定時器） 方式即可徘公，也就是直接放在 SysTick_Handler() 中斷服務(wù)函數(shù)中來維護(hù)。

• 帶OS運行：
  前面提到的 SYS Timebase Source 是STM32的HAL庫中的新增部分哮针，主要用于實現(xiàn) HAL_Delay() 以及作為各種 timeout 的時鐘基準(zhǔn)关面。

  在使用了OS（操作系統(tǒng)）之后，OS的運行也需要一個時鐘基準(zhǔn)（簡稱“時基”）十厢，來對任務(wù)和時間等進(jìn)行管理等太。而OS的這個 時基 一般也都是通過 SysTick（滴答定時器） 來維護(hù)的，這時就需要考慮 “HAL的時基” 和 “OS的時基” 是否要共用 SysTick（滴答定時器） 了蛮放。

  如果共用SysTick缩抡，當(dāng)我們在CubeMX中選擇啟用FreeRTOS之后，在生成代碼時包颁，CubeMX一定會報如下提示：

  
  

強烈建議用戶在使用FreeRTOS的時候瞻想，不要使用 SysTick（滴答定時器）作為 “HAL的時基”压真，因為FreeRTOS要用，最好是要換一個Ｄ⑾铡５沃住！如果共用佃迄，潛在一定風(fēng)險泼差。

四、FreeRTOS

4.1 參數(shù)配置

在 Middleware 中選擇 FREERTOS 設(shè)置呵俏，并選擇 CMSIS_V1 接口版本

CMSIS是一種接口標(biāo)準(zhǔn)堆缘，目的是屏蔽軟硬件差異以提高軟件的兼容性。RTOS v1使得軟件能夠在不同的實時操作系統(tǒng)下運行（屏蔽不同RTOS提供的API的差別）柴信，而RTOS v2則是拓展了RTOS v1套啤，兼容更多的CPU架構(gòu)和實時操作系統(tǒng)。因此我們在使用時可以根據(jù)實際情況選擇随常，如果學(xué)習(xí)過程中使用STM32F1潜沦、F4等單片機時沒必要選擇RTOS v2，更高的兼容性背后時更加冗余的代碼绪氛，理解起來比較困難唆鸡。

在 Config parameters 進(jìn)行具體參數(shù)配置。

Kernel settings：

• USE_PREEMPTION： Enabled：RTOS使用搶占式調(diào)度器枣察；Disabled：RTOS使用協(xié)作式調(diào)度器（時間片）争占。
• TICK_RATE_HZ： 值設(shè)置為1000，即周期就是1ms序目。RTOS系統(tǒng)節(jié)拍中斷的頻率臂痕，單位為HZ。
• MAX_PRIORITIES： 可使用的最大優(yōu)先級數(shù)量猿涨。設(shè)置好以后任務(wù)就可以使用從0到（MAX_PRIORITIES - 1）的優(yōu)先級握童，其中0位最低優(yōu)先級，（MAX_PRIORITIES - 1）為最高優(yōu)先級叛赚。
• MINIMAL_STACK_SIZE： 設(shè)置空閑任務(wù)的最小任務(wù)堆棧大小澡绩，以字為單位，而不是字節(jié)俺附。如該值設(shè)置為128 Words肥卡，那么真正的堆棧大小就是 128*4 = 512 Byte。
• MAX_TASK_NAME_LEN： 設(shè)置任務(wù)名最大長度事镣。
• IDLE_SHOULD_YIELD： Enabled 空閑任務(wù)放棄CPU使用權(quán)給其他同優(yōu)先級的用戶任務(wù)步鉴。
• USE_MUTEXES： 為1時使用互斥信號量，相關(guān)的API函數(shù)會被編譯。
• USE_RECURSIVE_MUTEXES： 為1時使用遞歸互斥信號量唠叛，相關(guān)的API函數(shù)會被編譯只嚣。
• USE_COUNTING_SEMAPHORES： 為1時啟用計數(shù)型信號量， 相關(guān)的API函數(shù)會被編譯艺沼。
• QUEUE_REGISTRY_SIZE： 設(shè)置可以注冊的隊列和信號量的最大數(shù)量，在使用內(nèi)核調(diào)試器查看信號量和隊列的時候需要設(shè)置此宏蕴掏，而且要先將消息隊列和信號量進(jìn)行注冊障般，只有注冊了的隊列和信號量才會在內(nèi)核調(diào)試器中看到，如果不使用內(nèi)核調(diào)試器的話次宏設(shè)置為0即可盛杰。
• USE_APPLICATION_TASK_TAG： 為1時可以使用vTaskSetApplicationTaskTag函數(shù)挽荡。
• ENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY： 為1時可以使V8.0.0之前的FreeRTOS用戶代碼直接升級到V8.0.0之后，而不需要做任何修改即供。
• USE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION： FreeRTOS有兩種方法來選擇下一個要運行的任務(wù)定拟，一個是通用的方法，另外一個是特殊的方法逗嫡，也就是硬件方法青自，使用MCU自帶的硬件指令來實現(xiàn)。STM32有計算前導(dǎo)零指令嗎驱证，所以這里強制置1延窜。
• USE_TICKLESS_IDLE： 置1：使能低功耗tickless模式；置0：保持系統(tǒng)節(jié)拍（tick）中斷一直運行抹锄。假設(shè)開啟低功耗的話可能會導(dǎo)致下載出現(xiàn)問題逆瑞，因為程序在睡眠中，可用ISP下載辦法解決伙单。
• USE_TASK_NOTIFICATIONS：為1時使用任務(wù)通知功能获高，相關(guān)的API函數(shù)會被編譯。開啟了此功能吻育，每個任務(wù)會多消耗8個字節(jié)念秧。
• RECORD_STACK_HIGH_ADDRESS：為1時棧開始地址會被保存到每個任務(wù)的TCB中（假如棧是向下生長的）。

Memory management settings：

• Memory Allocation： Dynamic/Static 支持動態(tài)/靜態(tài)內(nèi)存申請
• TOTAL_HEAP_SIZE： 設(shè)置堆大小扫沼，如果使用了動態(tài)內(nèi)存管理出爹，F(xiàn)reeRTOS在創(chuàng)建 task, queue, mutex, software timer or semaphore的時候就會使用heap_x.c(x為1~5)中的內(nèi)存申請函數(shù)來申請內(nèi)存。這些內(nèi)存就是從堆ucHeap[configTOTAL_HEAP_SIZE]中申請的缎除。
• Memory Management scheme： 內(nèi)存管理策略 heap_4严就。

Hook function related definitions：

• USE_IDLE_HOOK： 置1：使用空閑鉤子（Idle Hook類似于回調(diào)函數(shù)）；置0：忽略空閑鉤子器罐。
• USE_TICK_HOOK： 置1：使用時間片鉤子（Tick Hook）梢为；置0：忽略時間片鉤子。
• USE_MALLOC_FAILED_HOOK： 使用內(nèi)存申請失敗鉤子函數(shù)。
• CHECK_FOR_STACK_OVERFLOW： 大于0時啟用堆棧溢出檢測功能铸董，如果使用此功能用戶必須提供一個棧溢出鉤子函數(shù)祟印，如果使用的話此值可以為1或者2，因為有兩種棧溢出檢測方法粟害。

Run time and task stats gathering related definitions：

• GENERATE_RUN_TIME_STATS： 啟用運行時間統(tǒng)計功能蕴忆。
• USE_TRACE_FACILITY： 啟用可視化跟蹤調(diào)試。
• USE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS： 與宏configUSE_TRACE_FACILITY同時為1時會編譯下面3個函數(shù)prvWriteNameToBuffer()悲幅、vTaskList()套鹅、vTaskGetRunTimeStats()。

Co-routine related definitions：

• USE_CO_ROUTINES： 啟用協(xié)程汰具。
• MAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES： 協(xié)程的有效優(yōu)先級數(shù)目卓鹿。

Software timer definitions：

• USE_TIMERS： 啟用軟件定時器。

Interrupt nesting behaviour configuration：

• LIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY： 中斷最低優(yōu)先級留荔。
• LIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY： 系統(tǒng)可管理的最高中斷優(yōu)先級吟孙。

4.2 創(chuàng)建任務(wù)Task

在 Tasks and Queues 進(jìn)行配置。

默認(rèn)空閑任務(wù)是在系統(tǒng)無其它任務(wù)執(zhí)行時執(zhí)行聚蝶。

然后我們創(chuàng)建兩個LED任務(wù)杰妓。

• Task Name： 任務(wù)名稱
• Priority： 優(yōu)先級，在 FreeRTOS 中既荚，數(shù)值越大優(yōu)先級越高稚失，0 代表最低優(yōu)先級
• Stack Size (Words)： 堆棧大小，單位為字恰聘，在32位處理器（STM32）句各，一個字等于4字節(jié)，如果傳入512那么任務(wù)大小為512*4字節(jié)
• Entry Function： 入口函數(shù)
• Code Generation Option： 代碼生成選項
• Parameter： 任務(wù)入口函數(shù)形參晴叨，不用的時候配置為0或NULL即可
• Allocation： 分配方式：Dynamic 動態(tài)內(nèi)存創(chuàng)建
• Buffer Name： 緩沖區(qū)名稱
• Conrol Block Name： 控制塊名稱

五凿宾、LED

5.1 參數(shù)配置

在 System Core 中選擇 GPIO 設(shè)置。

六产禾、UART串口打印

查看 STM32CubeMX學(xué)習(xí)筆記（6）——USART串口使用

七、生成代碼

輸入項目名和項目路徑

八、任務(wù)創(chuàng)建與啟動

8.1 相關(guān)API說明

8.1.1 osThreadId

任務(wù)ID哈雏。例如楞件，對osThreadCreate的調(diào)用返回衫生。可用作參數(shù)到osThreadTerminate以刪除任務(wù)土浸。

/// Thread ID identifies the thread (pointer to a thread control block).
/// \note CAN BE CHANGED: \b os_thread_cb is implementation specific in every CMSIS-RTOS.
typedef TaskHandle_t osThreadId;

8.1.2 osThreadCreate

使用動態(tài)/靜態(tài)內(nèi)存的方法創(chuàng)建一個任務(wù)罪针。

8.1.3 osThreadTerminate

刪除任務(wù)黄伊。任務(wù)被刪除后就不復(fù)存在泪酱，也不會再進(jìn)入運行態(tài)。

要想使用該函數(shù)必須在 Include parameters 中把 vTaskDelete 選擇 Enabled 來使能还最。

8.1.4 osKernelStart

在創(chuàng)建完任務(wù)的時候西篓，我們需要開啟調(diào)度器，因為創(chuàng)建僅僅是把任務(wù)添加到系統(tǒng)中憋活，還沒真正調(diào)度，并且空閑任務(wù)也沒實現(xiàn)虱黄，定時器任務(wù)也沒實現(xiàn)悦即，這些都是在開啟調(diào)度函數(shù) osKernelStart() 中實現(xiàn)的。為什么要空閑任務(wù)橱乱？因為 FreeRTOS 一旦啟動辜梳，就必須要保證系統(tǒng)中每時每刻都有一個任務(wù)處于運行態(tài)（Runing），并且空閑任務(wù)不可以被掛起與刪除泳叠，空閑任務(wù)的優(yōu)先級是最低的作瞄，以便系統(tǒng)中其他任務(wù)能隨時搶占空閑任務(wù)的 CPU 使用權(quán)。

8.2 示例

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart1;
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_tx;

/****************** 任務(wù)句柄 ******************/
/* 
 * 任務(wù)句柄是一個指針危纫，用于指向一個任務(wù)宗挥，當(dāng)任務(wù)創(chuàng)建好之后，它就具有了一個任務(wù)句柄
 * 以后我們要想操作這個任務(wù)都需要通過這個任務(wù)句柄种蝶，如果是自身的任務(wù)操作自己契耿，那么
 * 這個句柄可以為NULL。
 */
 /* 空閑任務(wù)句柄 */
osThreadId defaultTaskHandle;
/* LED1 任務(wù)句柄 */ 
osThreadId LED1Handle;
/* LED2 任務(wù)句柄 */ 
osThreadId LED2Handle;
/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/*
*************************************************************************
* 函數(shù)聲明
*************************************************************************
*/
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
void StartDefaultTask(void const * argument);
void LED1_Task(void const * argument);  /* LED1_Task 任務(wù)實現(xiàn) */ 
void LED2_Task(void const * argument);  /* LED2_Task 任務(wù)實現(xiàn) */

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* 創(chuàng)建任務(wù) */
  /* Create the thread(s) */
  /* definition and creation of defaultTask */
  osThreadDef(defaultTask, StartDefaultTask, osPriorityNormal, 0, 128);
  defaultTaskHandle = osThreadCreate(osThread(defaultTask), NULL);

  /* definition and creation of LED1 */
  osThreadDef(LED1, LED1_Task, osPriorityIdle, 0, 128);
  LED1Handle = osThreadCreate(osThread(LED1), NULL);

  /* definition and creation of LED2 */
  osThreadDef(LED2, LED2_Task, osPriorityIdle, 0, 128);
  LED2Handle = osThreadCreate(osThread(LED2), NULL);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

  /* 啟動任務(wù)調(diào)度 */
  /* Start scheduler */
  osKernelStart();  /* 啟動任務(wù)螃征，開啟調(diào)度 */

  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief USART1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

  /* USER CODE END USART1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

  /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

  /* USER CODE END USART1_Init 2 */

}

/**
  * Enable DMA controller clock
  */
static void MX_DMA_Init(void)
{

  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA1_Channel4_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel4_IRQn, 5, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel4_IRQn);
  /* DMA1_Channel5_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel5_IRQn, 5, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel5_IRQn);

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin|LED_R_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pins : LED_G_Pin LED_B_Pin LED_R_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED_G_Pin|LED_B_Pin|LED_R_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
  * @brief 重定向c庫函數(shù)printf到USARTx
  * @retval None
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
 
/**
  * @brief 重定向c庫函數(shù)getchar,scanf到USARTx
  * @retval None
  */
int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
/* USER CODE END 4 */

/* USER CODE BEGIN Header_StartDefaultTask */
/**
  * @brief  Function implementing the defaultTask thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END 5 */
}

/* USER CODE BEGIN Header_LED1_Task */
/**
* @brief Function implementing the LED1 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_LED1_Task */
void LED1_Task(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN LED1_Task */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, LED_G_Pin);
    printf("LED1_Task\n");
    osDelay(1000);  /* 延時 1000 個 tick */ 
  }
  /* USER CODE END LED1_Task */
}

/* USER CODE BEGIN Header_LED2_Task */
/**
* @brief Function implementing the LED2 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_LED2_Task */
void LED2_Task(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN LED2_Task */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, LED_B_Pin);
    printf("LED2_Task\n");
    osDelay(500);   /* 延時 500 個 tick */ 
  }
  /* USER CODE END LED2_Task */
}

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note   This function is called  when TIM1 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM1) {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

8.3 工程代碼

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1hcYRL-bKEKX8i_s0vnGW0g 提取碼：ax4a

九搪桂、任務(wù)延時

9.1 相關(guān)API說明

9.1.1 osDelay

相對延時函數(shù)。用于阻塞延時盯滚，調(diào)用該函數(shù)后踢械，任務(wù)將進(jìn)入阻塞狀態(tài)，進(jìn)入阻塞態(tài)的任務(wù)將讓出 CPU 資源魄藕。

要想使用該函數(shù)必須在 Include parameters 中把 vTaskDelay 選擇 Enabled 來使能内列。

9.1.2 osThreadTerminate

絕對延時函數(shù)。常用于較精確的周期運行任務(wù)泼疑，比如我有一個任務(wù)德绿，希望它以固定頻率定期執(zhí)行荷荤，而不受外部的影響，任務(wù)從上一次運行開始到下一次運行開始的時間間隔是絕對的移稳，而不是相對的蕴纳。

要想使用該函數(shù)必須在 Include parameters 中把 vTaskDelayUntil 選擇 Enabled 來使能个粱。

9.2 示例

9.2.1 相對延時

void vTaskA( void * pvParameters )
{
    while (1) 
    {
        // ...
        // 這里為任務(wù)主體代碼
        // ...

        /* 調(diào)用相對延時函數(shù),阻塞 1000 個 tick */ 
        osDelay( 1000 ); 
    }
}

9.2.2 絕對延時

注意：在使用的時候要將延時時間轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)節(jié)拍古毛，在任務(wù)主體之前要調(diào)用延時函數(shù)。

void vTaskA( void * pvParameters ) 
{
    /* 用于保存上次時間都许。調(diào)用后系統(tǒng)自動更新 */ 
    static portTickType PreviousWakeTime; 
    /* 設(shè)置延時時間稻薇，將時間轉(zhuǎn)為節(jié)拍數(shù) */ 
    const portTickType TimeIncrement = pdMS_TO_TICKS(1000); 

    /* 獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間 */ 
    PreviousWakeTime = osKernelSysTick();

    while (1)
    {
        /* 調(diào)用絕對延時函數(shù),任務(wù)時間間隔為 1000 個 tick */ 
        osDelayUntil( &PreviousWakeTime，TimeIncrement ); 
 
        // ...
        // 這里為任務(wù)主體代碼 
        // ...
 
    }
}

十胶征、任務(wù)掛起與恢復(fù)

10.1 相關(guān)API說明

10.1.1 osThreadSuspend

掛起指定任務(wù)塞椎。被掛起的任務(wù)絕不會得到 CPU 的使用權(quán)，不管該任務(wù)具有什么優(yōu)先級睛低。

要想使用該函數(shù)必須在 Include parameters 中把 vTaskSuspend 選擇 Enabled 來使能案狠。

10.1.2 osThreadSuspendAll

將所有的任務(wù)都掛起。

10.1.3 osThreadResume

讓掛起的任務(wù)重新進(jìn)入就緒狀態(tài)钱雷，恢復(fù)的任務(wù)會保留掛起前的狀態(tài)信息骂铁，在恢復(fù)的時候根據(jù)掛起時的狀態(tài)繼續(xù)運行。如果被恢復(fù)任務(wù)在所有就緒態(tài)任務(wù)中罩抗，處于最高優(yōu)先級列表的第一位拉庵，那么系統(tǒng)將進(jìn)行任務(wù)上下文的切換。

10.1.4 osThreadResume

讓掛起的任務(wù)重新進(jìn)入就緒狀態(tài)套蒂，恢復(fù)的任務(wù)會保留掛起前的狀態(tài)信息钞支，在恢復(fù)的時候根據(jù)掛起時的狀態(tài)繼續(xù)運行。如果被恢復(fù)任務(wù)在所有就緒態(tài)任務(wù)中泣懊，處于最高優(yōu)先級列表的第一位伸辟，那么系統(tǒng)將進(jìn)行任務(wù)上下文的切換豺总∷谷耄可用在中斷服務(wù)程序中秩铆。

要想在中斷服務(wù)程序中使用該函數(shù)必須在 Include parameters 中把 vTaskResumeFromISR 選擇 Enabled 來使能魂务。

10.1.5 osThreadResumeAll

將所有的任務(wù)都恢復(fù)盏档。

10.2 示例

10.2.1 掛起

/**************************** 任務(wù)句柄 ********************************/
/*
* 任務(wù)句柄是一個指針虱痕，用于指向一個任務(wù)域仇，當(dāng)任務(wù)創(chuàng)建好之后葫哗，它就具有了一個任務(wù)句柄
* 以后我們要想操作這個任務(wù)都需要通過這個任務(wù)句柄匈辱，如果是自身的任務(wù)操作自己振湾，那么
* 這個句柄可以為 NULL。
*/
osThreadId LED1Handle;/* LED 任務(wù)句柄 */ 

static void KEY_Task(void* parameter)
{
    while (1) 
    {
        if ( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON ) 
        {
            /* K1 被按下 */
            printf("掛起 LED 任務(wù)亡脸！\n");
            osThreadSuspend(LED1Handle);/* 掛起 LED 任務(wù) */ 
        }
        osDelay(20);/* 延時 20 個 tick */
    }
}

10.2.2 恢復(fù)

/**************************** 任務(wù)句柄 ********************************/
/*
* 任務(wù)句柄是一個指針押搪，用于指向一個任務(wù)树酪，當(dāng)任務(wù)創(chuàng)建好之后，它就具有了一個任務(wù)句柄
* 以后我們要想操作這個任務(wù)都需要通過這個任務(wù)句柄大州，如果是自身的任務(wù)操作自己续语，那么
* 這個句柄可以為 NULL。
*/
osThreadId LED1Handle;/* LED 任務(wù)句柄 */ 

static void KEY_Task(void* parameter)
{
    while (1) 
    {
        if ( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN) == KEY_ON ) 
        {
            /* K2 被按下 */
            printf("恢復(fù) LED 任務(wù)厦画！\n");
            osThreadResume(LED1Handle);/* 恢復(fù) LED 任務(wù)疮茄！ */ 
        }
        osDelay(20);/* 延時 20 個 tick */
    }
}

10.2.3 中斷服務(wù)中恢復(fù)

使用 xTaskResumeFromISR()的時候有幾個需要注意的地方：

1. 當(dāng)函數(shù)的返回值為 pdTRUE 時：恢復(fù)運行的任務(wù)的優(yōu)先級等于或高于正在運行的任務(wù)，表明在中斷服務(wù)函數(shù)退出后必 須進(jìn)行一次上下文切換 根暑， 使用 portYIELD_FROM_ISR() 進(jìn)行上下文切換力试。當(dāng)函數(shù)的返回值為 pdFALSE 時：恢復(fù)運行的任務(wù)的優(yōu)先級低于當(dāng)前正在運行的任務(wù)，表明在中斷服務(wù)函數(shù)退出后不需 要進(jìn)行上下文切換排嫌。
2. xTaskResumeFromISR() 通常被認(rèn)為是一個危險的函數(shù)畸裳，因為它的調(diào)用并非是固定的，中斷可能隨時來來臨淳地。所以 xTaskResumeFromISR()不能用于任務(wù)和中斷間的同步躯畴，如果中斷恰巧在任務(wù)被掛起之前到達(dá)，這就會導(dǎo)致一次中斷丟失（任務(wù)還沒有掛起薇芝，調(diào)用 xTaskResumeFromISR()函數(shù)是沒有意義的，只能等下一次中斷）丰嘉。這種情況下夯到，可以使用信號量或者任務(wù)通知來同步就可以避免這種情況。

void vAnExampleISR( void )
{
    BaseType_t xYieldRequired;

    /* 恢復(fù)被掛起的任務(wù) */ 
    xYieldRequired = osThreadResume( xHandle ); 

    if ( xYieldRequired == pdTRUE ) 
    { 
        /* 執(zhí)行上下文切換饮亏， ISR 返回的時候?qū)⑦\行另外一個任務(wù) */ 
        portYIELD_FROM_ISR(); 
    } 
}

10.2.4 全部恢復(fù)

osThreadResumeAll 函數(shù)的使用方法很簡單耍贾，但是要注意，調(diào)用了多少次 osThreadSuspendAll() 函數(shù)就必須同樣調(diào)用多少次 osThreadResumeAll() 函數(shù)路幸。

void vDemoFunction( void )
{
    osThreadSuspendAll();
    /* 處理 xxx 代碼 */
    osThreadSuspendAll();
    /* 處理 xxx 代碼 */
    osThreadSuspendAll();
    /* 處理 xxx 代碼 */
 
    osThreadResumeAll(); 
    osThreadResumeAll(); 
    osThreadResumeAll(); 
}

十一荐开、獲取任務(wù)狀態(tài)

11.1 相關(guān)API說明

11.1.1 osThreadGetState

獲取任務(wù)當(dāng)前狀態(tài)。

/* Thread state returned by osThreadGetState */
typedef enum {
    osThreadRunning   = 0x0,          /* A thread is querying the state of itself, so must be running. */
    osThreadReady     = 0x1 ,                   /* The thread being queried is in a read or pending ready list. */
    osThreadBlocked   = 0x2,                /* The thread being queried is in the Blocked state. */
    osThreadSuspended = 0x3,          /* The thread being queried is in the Suspended state, or is in the Blocked state with an infinite time out. */
    osThreadDeleted   = 0x4,                  /* The thread being queried has been deleted, but its TCB has not yet been freed. */   
  osThreadError     = 0x7FFFFFFF
} osThreadState;

十二简肴、注意事項

用戶代碼要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之間晃听，否則下次使用 STM32CubeMX 重新生成代碼后，會被刪除砰识。

? 由 Leung 寫于 2021 年 12 月 20 日

? 參考：STM32CubeMX之FreeRTOS
　　　　STM32CUBEMX的freertos一般使用方法筆記
　　　　STM32CubeIDE（十一）：FreeRTOS選項中Disable能扒、CMSIS_V1和CMSIS_V2的區(qū)別
　　　　HAL庫中的 SYS Timebase Source 和 SysTick_Handler()