手把手教你STM32F103C8移植uCOSIII(HAL库/CubeMX)

一、获取uC/OS-III源码

1.官方下载(不推荐)

进入 Micrium 公司官网下载中心:Micrium Examples - Weston Embedded Solutions

但官网下载需要注册账号,且一般的邮箱不可以使用,这里推荐使用野火的模板例程Embedfire-ucos/ebf_ucos_tutorial_code_2_stm32f103_zhinanzhe: 野火开源图书/[野火]《uCOS-III 内核实现与应用开发实战》/配套代码/第二部分/F103_指南者

这三个文件夹就是我们需要的文件夹

二、建立stm32 hal库工程

打开stm32 cubeMX,选择芯片stm32f103c8,配置系统时钟为72M,作为移植测试,将与LED相连的两个端口PC13,PA2配置为GPIO_Output,用于两个LEDtask,配置PB9,PB10为串口,用于串口task。

三、复制uC/OS-III文件到工程文件夹

在生成的keil工程文件夹中新建一个 UCOSIII 的文件夹,将我们下载的源代码中三个文件夹: Uc-CPU、 uC-LIB、 Ucos-III 复制到我们新建的文件夹中:

在Core/Src文件夹下新建一个OS文件夹

将刚才下载源码打开,将路径:\ebf_ucos_tutorial_code_2_stm32f103_zhinanzhe-master\16- 移植 uCOS-III 到 STM32\uCOS III 工程模板\User\APP 下的文件:
app.c 、 app_cfg.h 、 cpu_cfg.h 、 includes.h 、 lib_cfg.h 、 os_app_hooks.c 、os_app_hook.h、os_cfg.h、os_cfg_app.h复制到上一步建立的OS文件夹中,同时新建三个空白文件: bsp.c、bsp.h、app.h

四、添加工程组件和头文件路径

1. 添加工程分组

打开工程, 按照如图所示添加六个新的组: bsp、uCOSIII_CPU、 uCOSIII_LIB、 uCOSIII_Ports、 uCOSIII_Source、 OS_cfg

2. 添加文件到分组

文件目录是: Src/OS,将其中 bsp.c 和 bsp.h文件添加至 bsp 组中,将 app.c 添加进 Application/User 组中

uCOSIII_CPU 组件, 点击 Add Files…按钮,将文件目录跳转至: UCOSIII/uC-CPU, 选择 ALL files 文件类型,将其中的三个文件点击 Add 添加, 然后再打开: ARM-Cortex-M3\RealView, 同样选择 ALL files 文件类型,将三个文件添加进 uCOSIII_CPU 组

添加 uCOSIII_LIB 组件文件:选择 uCOSIII_LIB 组,点击 Add Files…按钮, 将文件目录跳转至: UCOSIII/uCLIB,选择 ALL files 文件类型,将其中的九个文件添加进 uCOSIII_LIB 组;然后继续打开: Ports/ARM-Cortex-M3/Realview, 添加 lib_mem_a.asm 文件选择 uCOSIII_Ports 组,点击 Add Files…按钮, 将文件目录调整至: UCOSIII/UcosIII/Ports/RAM-Cortex-M3/Generic/RealView。选择 ALL files 文件类型, 将其中三个文件添加进 uCOSIII_Ports 组选择uCOSIII_Sourc组,点击Add Files…按钮, 将文件目录调整至: UCOSIII/UcosIII/Source。选择 ALL files 文件类型, 将其中二十个文件添加进 uCOSIII_Sourc 组

选择 OS_cfg 组,点击 Add Files…按钮, 将文件目录调整至: Src/OS。选择 ALLfiles 文件类型, 将图中的八个文件添加进 uCOSIII_Sourc 组

3. 添加头文件路径

五、修改文件内容

1. 启动文件 startup_stm32f103xb.s

2. app_cfg.h

3. includes.h

4. bsp.c和bsp.h

直接复制下面的代码:

// bsp.c
#include "includes.h"

#define  DWT_CR      *(CPU_REG32 *)0xE0001000
#define  DWT_CYCCNT  *(CPU_REG32 *)0xE0001004
#define  DEM_CR      *(CPU_REG32 *)0xE000EDFC
#define  DBGMCU_CR   *(CPU_REG32 *)0xE0042004

#define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24)
#define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)

CPU_INT32U  BSP_CPU_ClkFreq (void)
{
    return HAL_RCC_GetHCLKFreq();
}

void BSP_Tick_Init(void)
{
	CPU_INT32U cpu_clk_freq;
	CPU_INT32U cnts;
	cpu_clk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
	
	#if(OS_VERSION>=3000u)
		cnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;
	#else
		cnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OS_TICKS_PER_SEC;
	#endif
	OS_CPU_SysTickInit(cnts);
}



void BSP_Init(void)
{
	BSP_Tick_Init();
	MX_GPIO_Init();
}


#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
void  CPU_TS_TmrInit (void)
{
    CPU_INT32U  cpu_clk_freq_hz;


    DEM_CR         |= (CPU_INT32U)DEM_CR_TRCENA;                /* Enable Cortex-M3's DWT CYCCNT reg.                   */
    DWT_CYCCNT      = (CPU_INT32U)0u;
    DWT_CR         |= (CPU_INT32U)DWT_CR_CYCCNTENA;

    cpu_clk_freq_hz = BSP_CPU_ClkFreq();
    CPU_TS_TmrFreqSet(cpu_clk_freq_hz);
}
#endif


#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
CPU_TS_TMR  CPU_TS_TmrRd (void)
{
    return ((CPU_TS_TMR)DWT_CYCCNT);
}
#endif


#if (CPU_CFG_TS_32_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U  CPU_TS32_to_uSec (CPU_TS32  ts_cnts)
{
	CPU_INT64U  ts_us;
  CPU_INT64U  fclk_freq;

 
  fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
  ts_us     = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);

  return (ts_us);
}
#endif
 
 
#if (CPU_CFG_TS_64_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U  CPU_TS64_to_uSec (CPU_TS64  ts_cnts)
{
	CPU_INT64U  ts_us;
	CPU_INT64U  fclk_freq;


  fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
  ts_us     = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);
	
  return (ts_us);
}
#endif

// bsp.h
#ifndef  __BSP_H__
#define  __BSP_H__

#include "stm32f1xx_hal.h"

void BSP_Init(void);

#endif
5. app.c和app.h
// app.c
#include <includes.h>
// app.h
#ifndef  __APP_H__
#define  __APP_H__

#include <includes.h>

#endif /* __APP_H__ */
6. main.c

在main.c中编写任务实现PC13为板载LED灯以1s为周期闪烁,串口以2s为周期发送,PA2为第二个LED灯以3S为周期发送。

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <includes.h>
/* USER CODE END Includes */

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

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* 任务优先级 */
#define START_TASK_PRIO		3
#define LED0_TASK_PRIO		4
#define LED2_TASK_PRIO		5       // PA2 LED(3s周期)
#define LED1_TASK_PRIO		6
#define FLOAT_TASK_PRIO		7

/* 任务堆栈大小	*/
#define START_STK_SIZE 		256
#define LED0_STK_SIZE 		128
#define LED1_STK_SIZE 		128
#define LED2_STK_SIZE 		128
#define FLOAT_STK_SIZE		128

/* 任务栈 */	
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
CPU_STK LED2_TASK_STK[LED2_STK_SIZE];  // PA2 LED任务栈
/* 任务控制块 */
OS_TCB StartTaskTCB;
OS_TCB Led0TaskTCB;
OS_TCB Led1TaskTCB;
OS_TCB Led2TaskTCB;  // PA2 LED任务
OS_TCB FloatTaskTCB;
/* USER CODE END PD */

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

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* 任务函数定义 */
void start_task(void *p_arg);
static  void  AppTaskCreate(void);
static  void  AppObjCreate(void);
static  void  led_pc13(void *p_arg);
static  void led_pa2(void *p_arg);     // PA2 LED(3s周期)
static  void  send_msg(void *p_arg);
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  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 busses 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();
  }
}

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
	OS_ERR  err;
	OSInit(&err);
 HAL_Init();
	SystemClock_Config();
	MX_GPIO_Init();// 这个在BSP的初始化里也会初始化
    MX_USART1_UART_Init();	
	/* 创建任务 */

	OSTaskCreate((OS_TCB     *)&StartTaskTCB,                /* Create the start task                                */
				 (CPU_CHAR   *)"start task",
				 (OS_TASK_PTR ) start_task,
				 (void       *) 0,
				 (OS_PRIO     ) START_TASK_PRIO,
				 (CPU_STK    *)&START_TASK_STK[0],
				 (CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE/10,
				 (CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE,
				 (OS_MSG_QTY  ) 0,
				 (OS_TICK     ) 0,
				 (void       *) 0,
				 (OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
				 (OS_ERR     *)&err);
	/* 启动多任务系统,控制权交给uC/OS-III */
	OSStart(&err);            /* Start multitasking (i.e. give control to uC/OS-III). */
               
}


void start_task(void *p_arg)
{
	OS_ERR err;
	CPU_SR_ALLOC();
	p_arg = p_arg;
	
  BSP_Init();                                                   /* Initialize BSP functions */
  CPU_Init();
  //Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module */

#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
   OSStatTaskCPUUsageInit(&err);  		//统计任务                
#endif
	
#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN			//如果使能了测量中断关闭时间
    CPU_IntDisMeasMaxCurReset();	
#endif

#if	OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN  		//当使用时间片轮转的时候
	 //使能时间片轮转调度功能,时间片长度为1个系统时钟节拍,既1*5=5ms
	OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);  
#endif		
	
	OS_CRITICAL_ENTER();	//进入临界区
	/* 创建LED0任务 */
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led0TaskTCB,		
				 (CPU_CHAR	* )"led_pc13", 		
                 (OS_TASK_PTR )led_pc13, 			
                 (void		* )0,					
                 (OS_PRIO	  )LED0_TASK_PRIO,     
                 (CPU_STK   * )&LED0_TASK_STK[0],	
                 (CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE/10,	
                 (CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE,		
                 (OS_MSG_QTY  )0,					
                 (OS_TICK	  )0,					
                 (void   	* )0,					
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,
                 (OS_ERR 	* )&err);				
				 
	/* 创建LED1任务 */
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led1TaskTCB,		
				 (CPU_CHAR	* )"led1 task", 		
                 (OS_TASK_PTR )send_msg, 			
                 (void		* )0,					
                 (OS_PRIO	  )LED1_TASK_PRIO,     	
                 (CPU_STK   * )&LED1_TASK_STK[0],	
                 (CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE/10,	
                 (CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE,		
                 (OS_MSG_QTY  )0,					
                 (OS_TICK	  )0,					
                 (void   	* )0,				
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, 
                 (OS_ERR 	* )&err);
				 
    	/* 创建PA2 LED任务(3s周期) */
	OSTaskCreate((OS_TCB 	* )&Led2TaskTCB,		
				 (CPU_CHAR	* )"led_pa2", 		
                 (OS_TASK_PTR )led_pa2, 			
                 (void		* )0,					
                 (OS_PRIO	  )LED2_TASK_PRIO,     	
                 (CPU_STK   * )&LED2_TASK_STK[0],	
                 (CPU_STK_SIZE)LED2_STK_SIZE/10,	
                 (CPU_STK_SIZE)LED2_STK_SIZE,		
                 (OS_MSG_QTY  )0,					
                 (OS_TICK	  )0,					
                 (void   	* )0,				
                 (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, 
                 (OS_ERR 	* )&err);
	OS_TaskSuspend((OS_TCB*)&StartTaskTCB,&err);		//挂起开始任务			 
	OS_CRITICAL_EXIT();	//进入临界区
}
/**
  * 函数功能: 启动任务函数体。
  * 输入参数: p_arg 是在创建该任务时传递的形参
  * 返 回 值: 无
  * 说    明:无
  */
static  void  led_pc13 (void *p_arg)
{
  OS_ERR      err;

  (void)p_arg;

  BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */
  CPU_Init();

  Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */

#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
  OSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endif

  CPU_IntDisMeasMaxCurReset();

  AppTaskCreate();                                            /* Create Application Tasks                             */

  AppObjCreate();                                             /* Create Application Objects                           */

  while (DEF_TRUE)
  {
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);
		OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
						HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);
		OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
static  void  send_msg (void *p_arg)
{
  OS_ERR      err;

  (void)p_arg;

  BSP_Init();                                                 /* Initialize BSP functions                             */
  CPU_Init();

  Mem_Init();                                                 /* Initialize Memory Management Module                  */

#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
  OSStatTaskCPUUsageInit(&err);                               /* Compute CPU capacity with no task running            */
#endif

  CPU_IntDisMeasMaxCurReset();

  AppTaskCreate();                                            /* Create Application Tasks                             */

  AppObjCreate();                                             /* Create Application Objects                           */

  while (DEF_TRUE)
  {
			printf("hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境!\r\n");
		OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
/**
  * @brief PA2 LED任务:3s周期闪烁(亮1.5s+灭1.5s)
  * @param p_arg: 任务参数(未使用)
  */
static void led_pa2 (void *p_arg)
{
  OS_ERR      err;
  (void)p_arg;

  while (DEF_TRUE)  // 任务主循环(永不退出)
  {
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);  // 点亮PA2 LED(低电平)
		OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 500, OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT, &err);  // 延时1.5s
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);    // 熄灭PA2 LED(高电平)
		OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 500, OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT, &err);  // 再延时1.5s(总周期3s)
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
  * 函数功能: 创建应用任务
  * 输入参数: p_arg 是在创建该任务时传递的形参
  * 返 回 值: 无
  * 说    明:无
  */
static  void  AppTaskCreate (void)
{
  
}


/**
  * 函数功能: uCOSIII内核对象创建
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明:无
  */
static  void  AppObjCreate (void)
{
	
}
/* USER CODE END 4 */

/**
  * @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 */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/


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