【STM32笔记】STM32_HAL库与FreeRTOS（一）---移植FreeRTOS源码

一. FreeRTOS简述

  FreeRTOS 是一个开源的（Free）实时操作系统（RTOS - Real Time Operating System）内核，在 2003 年由 Richard Barry 发布，现已成为全球最流行的 RTOS 之一。FreeRTOS 被广泛应用于各种嵌入式设备中，包括物联网（IoT）设备、工业控制器、消费电子产品、汽车电子等。

1. 主要特点

• 开源且免费 轻量又高效：FreeRTOS 内核非常小巧，通常只占用几 KB 的内存，适合资源有限的嵌入式系统。
• 可移植性强：FreeRTOS 支持多种处理器架构，如：EFM32 Gecko（Cortex-M3 和 Cortex-M4F）、8051 兼容微控制器、STM32的F1、 F4、 F7 和 H7 等型号的 MCU 都可支持，在官方的技术手册中已存在超 30 种架构的芯片支持移植。
• 内部功能丰富：支持多任务并发执行，任务可以设置不同的优先级。提供队列、信号量、互斥量等机制，用于任务间的同步和通信。提供多种内存分配策略，如 heap_1、heap_2、heap_3、heap_4 和 heap_5。支持一次性定时器和周期性定时器，用于任务调度和时间管理。提供高效的中断处理机制，支持嵌套中断。
• 可扩展性：reeRTOS 支持多种插件和扩展，如FreeRTOS-Plus-TCP、FreeRTOS-Plus-CLI、FreeRTOS-Plus-IO 等等。

二. 获取FreeRTOS源码

  下载FreeRTOS源码的官网地址链接: FreeRTOS源码下载

  这里选择下载 FreeRTOS 202212.01 数据包。下载好后打开文件，

  FreeRTOS 文件包含了FreeRTOS实时内核源码（这也是后续要移植的FreeRTOS源码）。
  FreeRTOS-Plus 文件是实现了 FreeRTOS 内核的附加功能。与 FreeRTOS 核心库不同，FreeRTOS-Plus 库对 FreeRTOS RTOS 内核具有依赖性。

三. 使用STM32CubeMX生成工程

  打开STM32CubeMX，选择STM32103C8芯片，设置基本配置。这里我将PA08与PA15引脚口设置为推挽输出模式，同时开启USART1串口外设功能。

  注意：这里修改一下修改HAL库的时基源。将FreeRTOS占用的时基源与HAL库占用的时基源错开。

  生成工程（以下简称keil工程文件）。

四. 移植FreeRTOS

  1. 打开生成的keil工程文件，在该工程的主目录下新建名为FreeRTOS文件夹，然后在FreeRTOS文件夹中创建include、port、src文件夹。

  2. 打开下载的FreeRTOSv202212.01源码文件夹，将FreeRTOSv202212.01\FreeRTOS\Source\include文件中的所有文件copy到keil工程文件的FreeRTOS\include文件中。

  3. 打开下载的FreeRTOSv202212.01源码文件夹，将FreeRTOSv202212.01\FreeRTOS\Source\portable文件中的MemMang文件与RVDS文件copy到keil工程文件的FreeRTOS\port文件中。

  4. 打开下载的FreeRTOSv202212.01源码文件夹，将FreeRTOSv202212.01\FreeRTOS\Source文件下中所有.c文件copy到keil工程文件的FreeRTOS\src文件中。

  5. 打开下载的FreeRTOSv202212.01源码文件夹，将FreeRTOSv202212.01\FreeRTOS\Demo文件中查找到你创建工程所选芯片的demo例程，并将该例程文件下的FreeRTOSConfig.h，copy到keil工程文件的FreeRTOS\include文件中。

（这里我是使用的STM32F103系列芯片，因此我选择CORTEX_STM32F103_Keil例程移植）

提示：如果第5步不知道该如何选择Demo，可查看FreeRTOS官方文档说明链接：支持的演示 与链接：支持的设备 如下图对应Demo中文件名查看选择。

  6. 打开创建的Keil工程，先编译一下，编译成功后在该工程设备树添加文件。

  关于MemMang文件（内存分配实现示例）中的heap_1.c~heap_5.c文件选择谁（只能选一个），各自又有什么作用，在FreeRTOS官方文档说明也有说明链接：FreeRTOS 堆内存管理。
  关于RVDS文件选择哪一个port.c文件，则去查看你所使用的芯片系列是ARM Cortex-M？内核。

  7. 添加了.c文件对应的也需要添加.h文件。

  8. 在stm32f1xx_it.c文件中添加代码。

extern void vPortSVCHandler( void );
extern void xPortPendSVHandler( void );
extern void xPortSysTickHandler( void );

到此FreeRTOS源码的移植就基本完成了，开始编译。

下一节来对FreeRTOS的移植进行验证。