一剧辐、FreeRTOS簡介

FreeRTOS 是一個(gè)可裁剪夹攒、可剝奪型的多任務(wù)內(nèi)核蜘醋，而且沒有任務(wù)數(shù)限制。FreeRTOS 提供了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)所需的所有功能咏尝，包括資源管理压语、同步、任務(wù)通信等编检。

FreeRTOS 是用 C 和匯編來寫的无蜂，其中絕大部分都是用 C 語言編寫的，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蒙谓，F(xiàn)reeRTOS 結(jié)構(gòu)簡潔，可讀性很強(qiáng)训桶！最主要的是非常適合初次接觸嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)學(xué)生累驮、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員和愛好者學(xué)習(xí)。

最新版本 V9.0.0（2016年）舵揭，盡管現(xiàn)在 FreeRTOS 的版本已經(jīng)更新到 V10.4.1 了谤专，但是我們還是選擇 V9.0.0，因?yàn)閮?nèi)核很穩(wěn)定午绳，并且網(wǎng)上資料很多置侍，因?yàn)?V10.0.0 版本之后是亞馬遜收購了FreeRTOS之后才出來的版本，主要添加了一些云端組件，一般采用 V9.0.0 版本足以蜡坊。

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

二杠输、新建工程

1. 打開 STM32CubeMX 軟件，點(diǎn)擊“新建工程”

2. 選擇 MCU 和封裝

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

4. 配置調(diào)試模式
非常重要的一步鹦牛，否則會(huì)造成第一次燒錄程序后續(xù)無法識(shí)別調(diào)試器
SYS 設(shè)置，選擇 Debug 為 Serial Wire

三勇吊、SYS Timebase Source

在 System Core 中選擇 SYS 曼追，對(duì) Timebase Source 進(jìn)行設(shè)置，選擇 TIM1 作為HAL庫的時(shí)基（除了 SysTick 外都可以）汉规。

在基于STM32 HAL的項(xiàng)目中礼殊，一般需要維護(hù)的 “時(shí)基” 主要有2個(gè)：

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

而這些 “時(shí)基” 該去如何維護(hù)鲫忍，主要分為兩種情況考慮：

• 裸機(jī)運(yùn)行：
  可以通過 SysTick（滴答定時(shí)器）或 （TIMx）定時(shí)器 的方式來維護(hù) SYS Timebase Source膏燕，也就是HAL庫中的 uwTick，這是HAL庫中維護(hù)的一個(gè)全局變量悟民。在裸機(jī)運(yùn)行的情況下坝辫，我們一般選擇默認(rèn)的 SysTick（滴答定時(shí)器） 方式即可，也就是直接放在 SysTick_Handler() 中斷服務(wù)函數(shù)中來維護(hù)射亏。

• 帶OS運(yùn)行：
  前面提到的 SYS Timebase Source 是STM32的HAL庫中的新增部分近忙，主要用于實(shí)現(xiàn) HAL_Delay() 以及作為各種 timeout 的時(shí)鐘基準(zhǔn)。

  在使用了OS（操作系統(tǒng)）之后智润，OS的運(yùn)行也需要一個(gè)時(shí)鐘基準(zhǔn)（簡稱“時(shí)基”）及舍，來對(duì)任務(wù)和時(shí)間等進(jìn)行管理。而OS的這個(gè) 時(shí)基 一般也都是通過 SysTick（滴答定時(shí)器） 來維護(hù)的窟绷，這時(shí)就需要考慮 “HAL的時(shí)基” 和 “OS的時(shí)基” 是否要共用 SysTick（滴答定時(shí)器） 了锯玛。

  如果共用SysTick，當(dāng)我們?cè)贑ubeMX中選擇啟用FreeRTOS之后兼蜈，在生成代碼時(shí)攘残，CubeMX一定會(huì)報(bào)如下提示：

  
  

強(qiáng)烈建議用戶在使用FreeRTOS的時(shí)候，不要使用 SysTick（滴答定時(shí)器）作為 “HAL的時(shí)基”为狸，因?yàn)镕reeRTOS要用歼郭，最好是要換一個(gè)！７簟病曾！如果共用牍蜂，潛在一定風(fēng)險(xiǎn)。

四泰涂、FreeRTOS

4.1 參數(shù)配置

在 Middleware 中選擇 FREERTOS 設(shè)置鲫竞，并選擇 CMSIS_V1 接口版本

CMSIS是一種接口標(biāo)準(zhǔn)，目的是屏蔽軟硬件差異以提高軟件的兼容性负敏。RTOS v1使得軟件能夠在不同的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下運(yùn)行（屏蔽不同RTOS提供的API的差別）贡茅，而RTOS v2則是拓展了RTOS v1，兼容更多的CPU架構(gòu)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)其做。因此我們?cè)谑褂脮r(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇顶考，如果學(xué)習(xí)過程中使用STM32F1、F4等單片機(jī)時(shí)沒必要選擇RTOS v2妖泄，更高的兼容性背后時(shí)更加冗余的代碼驹沿，理解起來比較困難。

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

Kernel settings：

• USE_PREEMPTION： Enabled：RTOS使用搶占式調(diào)度器渊季；Disabled：RTOS使用協(xié)作式調(diào)度器（時(shí)間片）。
• TICK_RATE_HZ： 值設(shè)置為1000罚渐，即周期就是1ms却汉。RTOS系統(tǒng)節(jié)拍中斷的頻率，單位為HZ荷并。
• MAX_PRIORITIES： 可使用的最大優(yōu)先級(jí)數(shù)量合砂。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(jí)，其中0位最低優(yōu)先級(jí)源织，（MAX_PRIORITIES - 1）為最高優(yōu)先級(jí)翩伪。
• MINIMAL_STACK_SIZE： 設(shè)置空閑任務(wù)的最小任務(wù)堆棧大小，以字為單位谈息，而不是字節(jié)缘屹。如該值設(shè)置為128 Words，那么真正的堆棧大小就是 128*4 = 512 Byte侠仇。
• MAX_TASK_NAME_LEN： 設(shè)置任務(wù)名最大長度轻姿。
• IDLE_SHOULD_YIELD： Enabled 空閑任務(wù)放棄CPU使用權(quán)給其他同優(yōu)先級(jí)的用戶任務(wù)。
• USE_MUTEXES： 為1時(shí)使用互斥信號(hào)量逻炊，相關(guān)的API函數(shù)會(huì)被編譯互亮。
• USE_RECURSIVE_MUTEXES： 為1時(shí)使用遞歸互斥信號(hào)量，相關(guān)的API函數(shù)會(huì)被編譯嗅骄。
• USE_COUNTING_SEMAPHORES： 為1時(shí)啟用計(jì)數(shù)型信號(hào)量， 相關(guān)的API函數(shù)會(huì)被編譯饼疙。
• QUEUE_REGISTRY_SIZE： 設(shè)置可以注冊(cè)的隊(duì)列和信號(hào)量的最大數(shù)量溺森，在使用內(nèi)核調(diào)試器查看信號(hào)量和隊(duì)列的時(shí)候需要設(shè)置此宏慕爬，而且要先將消息隊(duì)列和信號(hào)量進(jìn)行注冊(cè)，只有注冊(cè)了的隊(duì)列和信號(hào)量才會(huì)在內(nèi)核調(diào)試器中看到屏积，如果不使用內(nèi)核調(diào)試器的話次宏設(shè)置為0即可医窿。
• USE_APPLICATION_TASK_TAG： 為1時(shí)可以使用vTaskSetApplicationTaskTag函數(shù)。
• ENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY： 為1時(shí)可以使V8.0.0之前的FreeRTOS用戶代碼直接升級(jí)到V8.0.0之后炊林，而不需要做任何修改姥卢。
• USE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION： FreeRTOS有兩種方法來選擇下一個(gè)要運(yùn)行的任務(wù)，一個(gè)是通用的方法渣聚，另外一個(gè)是特殊的方法独榴，也就是硬件方法，使用MCU自帶的硬件指令來實(shí)現(xiàn)奕枝。STM32有計(jì)算前導(dǎo)零指令嗎棺榔，所以這里強(qiáng)制置1。
• USE_TICKLESS_IDLE： 置1：使能低功耗tickless模式隘道；置0：保持系統(tǒng)節(jié)拍（tick）中斷一直運(yùn)行症歇。假設(shè)開啟低功耗的話可能會(huì)導(dǎo)致下載出現(xiàn)問題，因?yàn)槌绦蛟谒咧刑饭＃捎肐SP下載辦法解決忘晤。
• USE_TASK_NOTIFICATIONS： 為1時(shí)使用任務(wù)通知功能，相關(guān)的API函數(shù)會(huì)被編譯激捏。開啟了此功能设塔，每個(gè)任務(wù)會(huì)多消耗8個(gè)字節(jié)。
• RECORD_STACK_HIGH_ADDRESS： 為1時(shí)棧開始地址會(huì)被保存到每個(gè)任務(wù)的TCB中（假如棧是向下生長的）缩幸。

Memory management settings：

• Memory Allocation： Dynamic/Static 支持動(dòng)態(tài)/靜態(tài)內(nèi)存申請(qǐng)
• TOTAL_HEAP_SIZE： 設(shè)置堆大小壹置，如果使用了動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理，F(xiàn)reeRTOS在創(chuàng)建 task, queue, mutex, software timer or semaphore的時(shí)候就會(huì)使用heap_x.c(x為1~5)中的內(nèi)存申請(qǐng)函數(shù)來申請(qǐng)內(nèi)存表谊。這些內(nèi)存就是從堆ucHeap[configTOTAL_HEAP_SIZE]中申請(qǐng)的钞护。
• Memory Management scheme： 內(nèi)存管理策略 heap_4。

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)）爆办；置0：忽略空閑鉤子难咕。
• USE_TICK_HOOK： 置1：使用時(shí)間片鉤子（Tick Hook）；置0：忽略時(shí)間片鉤子距辆。
• USE_MALLOC_FAILED_HOOK： 使用內(nèi)存申請(qǐng)失敗鉤子函數(shù)余佃。
• CHECK_FOR_STACK_OVERFLOW： 大于0時(shí)啟用堆棧溢出檢測功能，如果使用此功能用戶必須提供一個(gè)棧溢出鉤子函數(shù)跨算，如果使用的話此值可以為1或者2爆土，因?yàn)橛袃煞N棧溢出檢測方法。

Run time and task stats gathering related definitions：

• GENERATE_RUN_TIME_STATS： 啟用運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能诸蚕。
• USE_TRACE_FACILITY： 啟用可視化跟蹤調(diào)試步势。
• USE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS： 與宏configUSE_TRACE_FACILITY同時(shí)為1時(shí)會(huì)編譯下面3個(gè)函數(shù)prvWriteNameToBuffer()氧猬、vTaskList()、vTaskGetRunTimeStats()坏瘩。

Co-routine related definitions：

• USE_CO_ROUTINES： 啟用協(xié)程盅抚。
• MAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES： 協(xié)程的有效優(yōu)先級(jí)數(shù)目。

Software timer definitions：

• USE_TIMERS： 啟用軟件定時(shí)器倔矾。

Interrupt nesting behaviour configuration：

• LIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY： 中斷最低優(yōu)先級(jí)妄均。
• LIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY： 系統(tǒng)可管理的最高中斷優(yōu)先級(jí)。

4.2 創(chuàng)建互斥量Mutex

在 Mutexes 進(jìn)行配置哪自。

• Mutex Name： 互斥量名稱
• Allocation： 分配方式：Dynamic 動(dòng)態(tài)內(nèi)存創(chuàng)建
• Conrol Block Name： 控制塊名稱

4.3 創(chuàng)建任務(wù)Task

我們創(chuàng)建三個(gè)任務(wù)丰包，一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，一個(gè)中優(yōu)先級(jí)任務(wù)提陶，一個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)烫沙。

• Task Name： 任務(wù)名稱
• Priority： 優(yōu)先級(jí)，在 FreeRTOS 中隙笆，數(shù)值越大優(yōu)先級(jí)越高锌蓄，0 代表最低優(yōu)先級(jí)
• Stack Size (Words)： 堆棧大小，單位為字撑柔，在32位處理器（STM32）瘸爽，一個(gè)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(xiàng)
• Parameter： 任務(wù)入口函數(shù)形參铅忿，不用的時(shí)候配置為0或NULL即可
• Allocation： 分配方式：Dynamic 動(dòng)態(tài)內(nèi)存創(chuàng)建
• Buffer Name： 緩沖區(qū)名稱
• Conrol Block Name： 控制塊名稱

五剪决、UART串口打印

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

六、生成代碼

輸入項(xiàng)目名和項(xiàng)目路徑

七、互斥量

7.1 基本概念

互斥量又稱互斥信號(hào)量（本質(zhì)是信號(hào)量）峻凫，是一種特殊的二值信號(hào)量渗鬼，它和信號(hào)量不同的是，它支持互斥量所有權(quán)荧琼、遞歸訪問以及防止優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)的特性譬胎，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界資源的獨(dú)占式處理。任意時(shí)刻互斥量的狀態(tài)只有兩種命锄，開鎖或閉鎖堰乔。當(dāng)互斥量被任務(wù)持有時(shí)，該互斥量處于閉鎖狀態(tài)脐恩，這個(gè)任務(wù)獲得互斥量的所有權(quán)镐侯。當(dāng)該任務(wù)釋放這個(gè)互斥量時(shí)，該互斥量處于開鎖狀態(tài)驶冒，任務(wù)失去該互斥量的所有權(quán)苟翻。當(dāng)一個(gè)任務(wù)持有互斥量時(shí)搭伤，其他任務(wù)將不能再對(duì)該互斥量進(jìn)行開鎖或持有。持有該互斥量的任務(wù)也能夠再次獲得這個(gè)鎖而不被掛起袜瞬，這就是遞歸訪問，也就是遞歸互斥量的特性身堡，這個(gè)特性與一般的信號(hào)量有很大的不同邓尤，在信號(hào)量中，由于已經(jīng)不存在可用的信號(hào)量贴谎，任務(wù)遞歸獲取信號(hào)量時(shí)會(huì)發(fā)生主動(dòng)掛起任務(wù)最終形成死鎖汞扎。

如果想要用于實(shí)現(xiàn)同步（任務(wù)之間或者任務(wù)與中斷之間），二值信號(hào)量或許是更好的選擇擅这，雖然互斥量也可以用于任務(wù)與任務(wù)澈魄、任務(wù)與中斷的同步，但是互斥量更多的是用于保護(hù)資源的互鎖仲翎。

用于互鎖的互斥量可以充當(dāng)保護(hù)資源的令牌痹扇，當(dāng)一個(gè)任務(wù)希望訪問某個(gè)資源時(shí)，它必須先獲取令牌溯香。當(dāng)任務(wù)使用完資源后鲫构，必須還回令牌，以便其它任務(wù)可以訪問該資源玫坛。是不是很熟悉结笨，在我們的二值信號(hào)量里面也是一樣的，用于保護(hù)臨界資源湿镀，保證多任務(wù)的訪問井然有序炕吸。當(dāng)任務(wù)獲取到信號(hào)量的時(shí)候才能開始使用被保護(hù)的資源，使用完就釋放信號(hào)量勉痴，下一個(gè)任務(wù)才能獲取到信號(hào)量從而可用使用被保護(hù)的資源喳钟。但是信號(hào)量會(huì)導(dǎo)致的另一個(gè)潛在問題，那就是任務(wù)優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)煤篙。而 FreeRTOS 提供的互斥量可以通過優(yōu)先級(jí)繼承算法舷嗡，可以降低優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)問題產(chǎn)生的影響，所以莉钙，用于臨界資源的保護(hù)一般建議使用互斥量廓脆。

7.2 運(yùn)作機(jī)制

用互斥量處理不同任務(wù)對(duì)臨界資源的同步訪問時(shí)，任務(wù)想要獲得互斥量才能進(jìn)行資源訪問磁玉，如果一旦有任務(wù)成功獲得了互斥量停忿，則互斥量立即變?yōu)殚]鎖狀態(tài)，此時(shí)其他任務(wù)會(huì)因?yàn)楂@取不到互斥量而不能訪問這個(gè)資源蚊伞，任務(wù)會(huì)根據(jù)用戶自定義的等待時(shí)間進(jìn)行等待席赂，直到互斥量被持有的任務(wù)釋放后吮铭，其他任務(wù)才能獲取互斥量從而得以訪問該臨界資源，此時(shí)互斥量再次上鎖颅停，如此一來就可以確保每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)正在訪問這個(gè)臨界資源谓晌，保證了臨界資源操作的安全性。

7.3 互斥量與遞歸互斥量

• 互斥量更適合于可能會(huì)引起優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)的情況癞揉。
• 遞歸互斥量更適用于任務(wù)可能會(huì)多次獲取互斥量的情況下纸肉。這樣可以避免同一任務(wù)多次遞歸持有而造成死鎖的問題。

八喊熟、相關(guān)API說明

8.1 osMutexCreate

用于創(chuàng)建一個(gè)互斥量柏肪，并返回一個(gè)互斥量ID。

8.2 osRecursiveMutexCreate

用于創(chuàng)建一個(gè)遞歸互斥量烦味，不是遞歸的互斥量由函數(shù) osMutexCreate() 創(chuàng)建，且只能被同一個(gè)任務(wù)獲取一次壁拉，如果同一個(gè)任務(wù)想再次獲取則會(huì)失敗谬俄。遞歸信號(hào)量則相反，它可以被同一個(gè)任務(wù)獲取很多次弃理，獲取多少次就需要釋放多少次凤瘦。遞歸信號(hào)量與互斥量一樣，都實(shí)現(xiàn)了優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制案铺，可以減少優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的反生蔬芥。

要想使用該函數(shù)必須在 Config parameters 中把 USE_RECURSIVE_MUTEXES 選擇 Enabled 來使能控汉。

8.3 osMutexDelete

用于刪除一個(gè)互斥量笔诵。

8.4 osMutexWait

用于獲取互斥量，但是遞歸互斥量并不能使用這個(gè) API 函數(shù)獲取姑子。

8.5 osRecursiveMutexWait

用于獲取遞歸互斥量的宏谢翎，與互斥量的獲取函數(shù)一樣，osMutexWait()也是一個(gè)宏定義沐旨，它最終使用現(xiàn)有的隊(duì)列機(jī)制森逮，實(shí)際執(zhí)行的函數(shù)是 xQueueTakeMutexRecursive() 。 獲取遞歸互斥量之前必須由 osRecursiveMutexCreate() 這個(gè)函數(shù)創(chuàng)建磁携。要注意的是該函數(shù)不能用于獲取由函數(shù) osMutexCreate() 創(chuàng)建的互斥量褒侧。

要想使用該函數(shù)必須在 Config parameters 中把 USE_RECURSIVE_MUTEXES 選擇 Enabled 來使能烟央。

8.6 osMutexRelease

用于釋放互斥量，但不能釋放由函數(shù) osRecursiveMutexCreate() 創(chuàng)建的遞歸互斥量歪脏。

8.7 osRecursiveMutexRelease

用于釋放一個(gè)遞歸互斥量疑俭。已經(jīng)獲取遞歸互斥量的任務(wù)可以重復(fù)獲取該遞歸互斥量。使用 osRecursiveMutexWait() 函數(shù)成功獲取幾次遞歸互斥量婿失，就要使用 osRecursiveMutexRelease() 函數(shù)返還幾次怠硼，在此之前遞歸互斥量都處于無效狀態(tài)，別的任務(wù)就無法獲取該遞歸互斥量移怯。使用該函數(shù)接口時(shí)，只有已持有互斥量所有權(quán)的任務(wù)才能釋放它这难，每釋放一該遞歸互斥量舟误，它的計(jì)數(shù)值就減 1。當(dāng)該互斥量的計(jì)數(shù)值為 0 時(shí)（即持有任務(wù)已經(jīng)釋放所有的持有操作）姻乓，互斥量則變?yōu)殚_鎖狀態(tài)嵌溢，等待在該互斥量上的任務(wù)將被喚醒。如果任務(wù)的優(yōu)先級(jí)被互斥量的優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)機(jī)制臨時(shí)提升蹋岩，那么當(dāng)互斥量被釋放后赖草，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)將恢復(fù)為原本設(shè)定的優(yōu)先級(jí)。

要想使用該函數(shù)必須在 Config parameters 中把 USE_RECURSIVE_MUTEXES 選擇 Enabled 來使能剪个。

九秧骑、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;

osThreadId defaultTaskHandle;
osThreadId LowPriorityHandle;
osThreadId MidPriorityHandle;
osThreadId HighPriorityHandle;
osMutexId MuxSemHandle;
/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* 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 LowPriorityTask(void const * argument);
void MidPriorityTask(void const * argument);
void HighPriorityTask(void const * argument);

/* 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 */
    printf("The default value of parking space is 5, Press key1 to apply for parking space, and press key2 to release parking space!\n\n");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Create the mutex(es) */
  /* definition and creation of MuxSem */
  osMutexDef(MuxSem);
  MuxSemHandle = osMutexCreate(osMutex(MuxSem));

  /* 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 */

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

  /* definition and creation of LowPriority */
  osThreadDef(LowPriority, LowPriorityTask, osPriorityIdle, 0, 128);
  LowPriorityHandle = osThreadCreate(osThread(LowPriority), NULL);

  /* definition and creation of MidPriority */
  osThreadDef(MidPriority, MidPriorityTask, osPriorityIdle, 0, 128);
  MidPriorityHandle = osThreadCreate(osThread(MidPriority), NULL);

  /* definition and creation of HighPriority */
  osThreadDef(HighPriority, HighPriorityTask, osPriorityIdle, 0, 128);
  HighPriorityHandle = osThreadCreate(osThread(HighPriority), NULL);

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

  /* Start scheduler */
  osKernelStart();

  /* 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_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_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 pin : KEY2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = KEY2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : KEY1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*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_LowPriorityTask */
/**
* @brief Function implementing the LowPriority thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_LowPriorityTask */
void LowPriorityTask(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN LowPriorityTask */
  static uint32_t i; 
  osStatus xReturn;
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    printf("LowPriority_Task Get Mutex\n");
    //獲取互斥量 MuxSem,沒獲取到則一直等待 
    xReturn = osMutexWait(MuxSemHandle,     /* 互斥量句柄 */ 
                          osWaitForever);   /* 等待時(shí)間 */
    if(osOK == xReturn) 
    {
        printf("LowPriority_Task Runing\n\n"); 
    }
    
    for(i = 0; i < 2000000; i++) 
    { //模擬低優(yōu)先級(jí)任務(wù)占用互斥量 
        taskYIELD();//發(fā)起任務(wù)調(diào)度 
    } 
    
    printf("LowPriority_Task Release Mutex\r\n"); 
    xReturn = osMutexRelease(MuxSemHandle);//給出互斥量 
    
    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END LowPriorityTask */
}

/* USER CODE BEGIN Header_MidPriorityTask */
/**
* @brief Function implementing the MidPriority thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_MidPriorityTask */
void MidPriorityTask(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN MidPriorityTask */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    printf("MidPriority_Task Runing\n"); 
    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END MidPriorityTask */
}

/* USER CODE BEGIN Header_HighPriorityTask */
/**
* @brief Function implementing the HighPriority thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_HighPriorityTask */
void HighPriorityTask(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN HighPriorityTask */
  osStatus xReturn;
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    printf("HighPriority_Task Get Mutex\n"); 
    //獲取互斥量 MuxSem,沒獲取到則一直等待 
    xReturn = osMutexWait(MuxSemHandle,     /* 互斥量句柄 */ 
                          osWaitForever);   /* 等待時(shí)間 */
    if(osOK == xReturn) 
    {
        printf("HighPriority_Task Runing\n"); 
    }
  
    printf("HighPriority_Task Release Mutex\r\n"); 
    xReturn = osMutexRelease(MuxSemHandle);//給出互斥量

    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END HighPriorityTask */
}

/**
  * @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 */

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十扣囊、工程代碼

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1X3erVkBowNZrdMIWbzciQg 提取碼：amcv

十一乎折、注意事項(xiàng)

用戶代碼要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之間，否則下次使用 STM32CubeMX 重新生成代碼后侵歇，會(huì)被刪除骂澄。

? 由 Leung 寫于 2021 年 12 月 30 日

? 參考：STM32CubMx+FreeRTOS互斥鎖和遞歸互斥鎖（五）
　　　　STM32CubeIDE（十一）：FreeRTOS選項(xiàng)中Disable、CMSIS_V1和CMSIS_V2的區(qū)別
　　　　HAL庫中的 SYS Timebase Source 和 SysTick_Handler()