STM32F10x SPL V3.6.2 集成 FreeRTOS v202112

在整理 GCC Arm 工具链的Bluepill代码示例, 常用外设都差不多了, 接下来是 FreeRTOS, 网上查到的基本上都是基于旧版本的集成, STM32 SPL版本3.5.0, FreeRTOS版本9.x或者10.x, 不如自己用新版本集成一下. 顺便做个笔记.

软件版本

ST的SPL算是教科书一般的嵌入式库, 当前市面上大部分32位MCU的库设计和命名, 都能看到SPL的影子, 有些甚至就是原盘照抄. 因为ST将中心放到了STM32Cube和HAL上, SPL基本上不再更新, 在时隔九年后的2021年才发布V3.6.2. 这部分基本稳定, 和V3.5.x相比变化很小. 所以大部分厂商也乐于用SPL作为原型开发他们的库函数, 不存在主干分叉的问题了.

这个版本也发布了好一阵了, 一直没见新的版本, LTS是202012.05, 比这个还早一年, 先用这个吧.

在代码中可以看到 FreeRTOS v202112.00 对应的FreeRTOS Kernel版本是 V10.4.6

使用的 gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-arm-none-eabi, 次新的版本.

已经有可以使用 GCC Arm 工具链编译的基于 SPL V3.6.2 的项目模板

需要复制的文件

从 https://www.freertos.org/下载 FreeRTOS 202112.00 , 文件比较大, 但是实际上需要的文件很少. 解开后到 FreeRTOS/Source 目录下, 复制以下的文件到项目目录下

• FreeRTOS/Source/include 整个目录, 这些是头文件
• FreeRTOS/Source 下的所有C文件
• FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM3 目录, 这是针对 STM32F103 的适配文件
• FreeRTOS/Source/portable/MemMang 目录, 里面包含一些现成的内存管理实现

放到项目下, 目录结构是这样的

FreeRTOS
├── include
│   ├── atomic.h
│   ├── croutine.h
│   ├── deprecated_definitions.h
│   ├── event_groups.h
│   ├── FreeRTOS.h
│   ├── list.h
│   ├── message_buffer.h
│   ├── mpu_prototypes.h
│   ├── mpu_wrappers.h
│   ├── portable.h
│   ├── projdefs.h
│   ├── queue.h
│   ├── semphr.h
│   ├── stack_macros.h
│   ├── StackMacros.h
│   ├── stdint.readme
│   ├── stream_buffer.h
│   ├── task.h
│   └── timers.h
├── portable
│   ├── GCC
│   │   └── ARM_CM3
│   │       ├── port.c
│   │       └── portmacro.h
│   └── MemMang
│       ├── heap_1.c
│       ├── heap_2.c
│       ├── heap_3.c
│       ├── heap_4.c
│       └── heap_5.c
├── croutine.c
├── event_groups.c
├── list.c
├── queue.c
├── stream_buffer.c
├── tasks.c
└── timers.c

需要准备的文件: FreeRTOSConfig.h

可以直接使用 FreeRTOS/Demo/CORTEX_STM32F103_Keil/ 这个例子的 FreeRTOSConfig.h, 如果要避免编译中的warning, 需要加一行

#define configALLOW_UNPRIVILEGED_CRITICAL_SECTIONS 0

里面几个可调节的项

• configMINIMAL_STACK_SIZE 最小栈尺寸, 默认为128, 需要占用的内存为 128 * 4 = 512 bytes
• configTOTAL_HEAP_SIZE 声明的堆尺寸, 默认的 ( ( size_t ) ( 17 * 1024 ) )会恰好将STM32F103C8的20K内存用完

需要修改的代码: 中断处理

如果项目固定启用 FreeRTOS, 则直接在 startup 代码中修改, 对于代码中的函数名直接替换

• SVC_Handler -> vPortSVCHandler
• PendSV_Handler -> xPortPendSVHandler
• SysTick_Handler -> xPortSysTickHandler

这个方式便于切换 FreeRTOS 和 Non-FreeRTOS 模式, 在 FreeRTOSConfig.h 中, 最后一个 #endif之前添加以下代码就可以了

/* Use MACRO to replace the handlers without changing startup file */
#define vPortSVCHandler     SVC_Handler
#define xPortPendSVHandler  PendSV_Handler
#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler

以上步骤就已经完成了 FreeRTOS 的集成, 可以使用以下代码检测结果. 对于 Bluepill 板载 LED PC13 的亮灯测试.

需要注意的是, 如果使用了 FreeRTOS, 就不要再调用 SysTick_Config() 方法, 会和 FreeRTOS 冲突.

#include
#include
#include
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"

void vTaskFunction(void *pvParameters)
{
    (void)(pvParameters);   // Suppress "unused parameter" warning

    while (1)
    {
        GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
        vTaskDelay(500);
        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
        vTaskDelay(500);
    }
}

void LED_Config(void)
{
    // GPIO structure for port initialization
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // enable clock on APB2
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    /* configure port PC13 for driving an LED
     * Use GPIO_Pin_All if you want to drive the whole port
     */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // output push-pull mode
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // highest speed
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);            // initialize port
}

int main(void)
{
    BaseType_t xReturned;

    /*
     * Don't use Delay_Init(), which conflict with FreeRTOS tick handling
     */

    LED_Config();

    xReturned = xTaskCreate(
        vTaskFunction,              // Task function point
        "TaskLED",                  // Task name
        configMINIMAL_STACK_SIZE,   // Use the minimum stack size, each take 4 bytes(32bit)
        NULL,                       // Parameters
        2,                          // Priority
        NULL);                      // Task handler

    if (xReturned != pdPASS)
    {
        while (1);
    }

    /* Start the scheduler. */
    vTaskStartScheduler();

    /* Will only get here if there was not enough heap space to create the idle task. */
    return 0;
}

Original: https://www.cnblogs.com/milton/p/16740075.html
Author: Milton
Title: STM32F10x SPL V3.6.2 集成 FreeRTOS v202112