移植FreeRTOS工程（标准库）

已于 2025-03-09 15:05:27 修改
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文章标签： c语言 stm32 单片机 嵌入式硬件
于 2025-03-09 13:20:26 首次发布
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一、裁剪官方例程

我们先从FreeRTOS官网下载v202212.01版本的源码https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS/releases/download/202212.01/FreeRTOSv202212.01.ziphttps://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS/releases/download/202212.01/FreeRTOSv202212.01.zip

下载完成后，解压其中的FreeRTOS文件夹，进入FreeRTOS目录下，删除Test和License文件夹

然后进入FreeRTOS\Demo目录下，删除除了Common和CORTEX_STM32F103_Keil的所有文件夹

进入CORTEX_STM32F103_Keil目录，删除一些不需要的文件夹和文件，如：ParTest、serial、

LCD_Message.h、spi_flash.c、timertest.c

进入Keil工程后，退出重新进入一下，使Keil工程文件的后缀变为.uvprojx

移除Demo Files组下除main.c以外的文件，移除System组下的lcd.c

进入FreeRTOS\Demo\Common\drivers\ST\STM32F10xFWLib\src目录下，把cortexm3_macro_rvds.s文件复制到FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil目录下，然后删除Common目录

进入Keil工程，移除System组下的cortexm3_macro_rvds.s文件，将其重新添加一下，然后修改main.c文件，创建三个任务，分别打印1、2、3

#include <stdio.h>

#define _USART
#include "stm32f10x_lib.h"                  // Device header

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


#include "stm32f10x_it.h"

static void prvSetupHardware( void );
void Serial_Init(void);

void Task1(void *param)
{
	
	while(1)
	{
		printf("1");
	}
}

void Task2(void *param)
{
	
	while(1)
	{
		printf("2");
	}
}

void Task3(void *param)
{
	
	while(1)
	{
		printf("3");
	}
}


StaticTask_t ppxIdleTaskTCB;
StackType_t ppxIdleTaskStack[100];

void vApplicationGetIdleTaskMemory( StaticTask_t ** ppxIdleTaskTCBBuffer,
                                    StackType_t ** ppxIdleTaskStackBuffer,
                                    uint32_t * pulIdleTaskStackSize )
{
    *ppxIdleTaskTCBBuffer = &ppxIdleTaskTCB;
	*ppxIdleTaskStackBuffer = ppxIdleTaskStack;
	*pulIdleTaskStackSize = 100;
}


int main( void )
{
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif

	prvSetupHardware();
	
	xTaskCreate(Task1,"Task1",100,NULL,1,NULL);
	xTaskCreate(Task2,"Task2",100,NULL,1,NULL);
	xTaskCreate(Task3,"Task3",100,NULL,1,NULL);
	
	vTaskStartScheduler();

	return 0;
}

static void prvSetupHardware( void )
{
	/* Start with the clocks in their expected state. */
	RCC_DeInit();

	/* Enable HSE (high speed external clock). */
	RCC_HSEConfig( RCC_HSE_ON );

	/* Wait till HSE is ready. */
	while( RCC_GetFlagStatus( RCC_FLAG_HSERDY ) == RESET )
	{
	}

	/* 2 wait states required on the flash. */
	*( ( unsigned long * ) 0x40022000 ) = 0x02;

	/* HCLK = SYSCLK */
	RCC_HCLKConfig( RCC_SYSCLK_Div1 );

	/* PCLK2 = HCLK */
	RCC_PCLK2Config( RCC_HCLK_Div1 );

	/* PCLK1 = HCLK/2 */
	RCC_PCLK1Config( RCC_HCLK_Div2 );

	/* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz. */
	RCC_PLLConfig( RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9 );

	/* Enable PLL. */
	RCC_PLLCmd( ENABLE );

	/* Wait till PLL is ready. */
	while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
	{
	}

	/* Select PLL as system clock source. */
	RCC_SYSCLKConfig( RCC_SYSCLKSource_PLLCLK );

	/* Wait till PLL is used as system clock source. */
	while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 )
	{
	}

	/* Enable GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD, GPIOE and AFIO clocks */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOC
							| RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE );

	/* SPI2 Periph clock enable */
	RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE );


	/* Set the Vector Table base address at 0x08000000 */
	NVIC_SetVectorTable( NVIC_VectTab_FLASH, 0x0 );

	NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );

	/* Configure HCLK clock as SysTick clock source. */
	SysTick_CLKSourceConfig( SysTick_CLKSource_HCLK );
	
	Serial_Init();
}

void Serial_Init(void)
{
	unsigned long ulWantedBaud = 9600;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	/* If the queue/semaphore was created correctly then setup the serial port
	hardware. */

		/* Enable USART1 clock */
	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );

	/* Configure USART1 Rx (PA10) as input floating */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

	/* Configure USART1 Tx (PA9) as alternate function push-pull */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = ulWantedBaud;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
	USART_InitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;
	USART_InitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
	USART_InitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
	USART_InitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;

	USART_Init( USART1, &USART_InitStructure );

	USART_Cmd( USART1, ENABLE );
}

int fputc( int ch, FILE *f )
{
	USART_TypeDef* USARTx = USART1;
	while((USARTx->SR & (1<<7)) == 0);
	USARTx->DR = ch;
	return ch;
}


#ifdef  DEBUG
/* Keep the linker happy. */
void assert_failed( unsigned char* pcFile, unsigned long ulLine )
{
	for( ;; )
	{
	}
}
#endif

点击编译，发现如下两个报错

进入STM32F10x.s文件中，将第39行和第40行的代码删除，将第96行中的vTimer2IntHandler改为0，将第105行中的vUARTInterruptHandler改为0

进入vTaskStartScheduler函数中，在第1959行处，右键跳转到configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION的定义处，把这个宏的值从0改为1

二、测试裁剪后的工程

点击编译

点击魔术棒→Debug→选择软件仿真

进入Debug模式，运行程序，观察串行窗口的数据，没有问题

三、更换库函数

FreeRTOS官方例程中的库函数版本有点旧了，所以我们更换库函数版本

复制v3.5.0版标准库中的core_cm3.c、core_cm3.h、stm32f10x.h、system_stm32f10x.c、system_stm32f10x.h、stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.c、stm32f10x_it.h到FreeRTOS工程中，将其添加到对应的组中，删除FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil目录下的stm32f10x_conf.h，不要忘记添加头文件路径

库函数下载链接如下：

STSW-STM32054 - STM32F10x standard peripheral library - STMicroelectronicshttps://www.st.com/en/embedded-software/stsw-stm32054.html

删除原来的库函数文件，移除System组中原来的库函数文件，复制新版的标准库函数文件到FreeRTOS工程中，将其添加到System组中

点击魔术棒→C/C++→在Define中定义USE_STDPERIPH_DRIVER这个宏

稍微修改一下main.c文件中的内容

#include <stdio.h>

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

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


static void prvSetupHardware( void );
void Serial_Init(void);

void Task1(void *param)
{
	
	while(1)
	{
		printf("1");
	}
}

void Task2(void *param)
{
	
	while(1)
	{
		printf("2");
	}
}

void Task3(void *param)
{
	
	while(1)
	{
		printf("3");
	}
}


StaticTask_t ppxIdleTaskTCB;
StackType_t ppxIdleTaskStack[100];

void vApplicationGetIdleTaskMemory( StaticTask_t ** ppxIdleTaskTCBBuffer,
                                    StackType_t ** ppxIdleTaskStackBuffer,
                                    uint32_t * pulIdleTaskStackSize )
{
    *ppxIdleTaskTCBBuffer = &ppxIdleTaskTCB;
	*ppxIdleTaskStackBuffer = ppxIdleTaskStack;
	*pulIdleTaskStackSize = 100;
}


int main( void )
{
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif

	prvSetupHardware();
	
	xTaskCreate(Task1,"Task1",100,NULL,1,NULL);
	xTaskCreate(Task2,"Task2",100,NULL,1,NULL);
	xTaskCreate(Task3,"Task3",100,NULL,1,NULL);
	
	vTaskStartScheduler();

	return 0;
}

static void prvSetupHardware( void )
{
	/* Start with the clocks in their expected state. */
	RCC_DeInit();

	/* Enable HSE (high speed external clock). */
	RCC_HSEConfig( RCC_HSE_ON );

	/* Wait till HSE is ready. */
	while( RCC_GetFlagStatus( RCC_FLAG_HSERDY ) == RESET )
	{
	}

	/* 2 wait states required on the flash. */
	*( ( unsigned long * ) 0x40022000 ) = 0x02;

	/* HCLK = SYSCLK */
	RCC_HCLKConfig( RCC_SYSCLK_Div1 );

	/* PCLK2 = HCLK */
	RCC_PCLK2Config( RCC_HCLK_Div1 );

	/* PCLK1 = HCLK/2 */
	RCC_PCLK1Config( RCC_HCLK_Div2 );

	/* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz. */
	RCC_PLLConfig( RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9 );

	/* Enable PLL. */
	RCC_PLLCmd( ENABLE );

	/* Wait till PLL is ready. */
	while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
	{
	}

	/* Select PLL as system clock source. */
	RCC_SYSCLKConfig( RCC_SYSCLKSource_PLLCLK );

	/* Wait till PLL is used as system clock source. */
	while( RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08 )
	{
	}

	/* Enable GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD, GPIOE and AFIO clocks */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOC
							| RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE );

	/* SPI2 Periph clock enable */
	RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE );


	/* Set the Vector Table base address at 0x08000000 */
	NVIC_SetVectorTable( NVIC_VectTab_FLASH, 0x0 );

	NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );

	/* Configure HCLK clock as SysTick clock source. */
	SysTick_CLKSourceConfig( SysTick_CLKSource_HCLK );
	
	Serial_Init();
}

void Serial_Init(void)
{
	unsigned long ulWantedBaud = 9600;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	/* If the queue/semaphore was created correctly then setup the serial port
	hardware. */

		/* Enable USART1 clock */
	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );

	/* Configure USART1 Rx (PA10) as input floating */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

	/* Configure USART1 Tx (PA9) as alternate function push-pull */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = ulWantedBaud;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

	USART_Init( USART1, &USART_InitStructure );

	USART_Cmd( USART1, ENABLE );
}

int fputc( int ch, FILE *f )
{
	USART_TypeDef* USARTx = USART1;
	while((USARTx->SR & (1<<7)) == 0);
	USARTx->DR = ch;
	return ch;
}


#ifdef  DEBUG
/* Keep the linker happy. */
void assert_failed( unsigned char* pcFile, unsigned long ulLine )
{
	for( ;; )
	{
	}
}
#endif

四、测试更换库函数后的工程

编译工程

进入Debug模式，进行软件仿真，观察串行窗口中的数据

通过编译信息，我们发现代码的体积有些大，为了减小代码体积，点击魔术棒→C/C++，把优化开到最大（Level 3(-O3)），勾选One ELF Section per Function 和 C99 Mode

再次编译，这次代码体积减小了不少

官方例程中默认使用STM32F103VB，在把程序下载到开发板之前，最好把芯片配置改为对应的

编译后将程序下载到开发板中，现象如下：

最后顺带提醒一下，如果使用下载器下载程序，并且使用的不是ULINK，那么在下载时可能会出现如下错误

在Debug中修改配置还不行，还需要在Utilities中修改配置

FreeRTOS工程模板下载链接：

【免费】FreeRTOS工程模板（标准库）资源-优快云文库

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它不属于内核源码的文件，不过在示例中有。\3. 将FreeRTOS目录下Source之外的文件全部删除，并进入Source目录，保留include、portable与.c文件，其余文件删除。其中在****portable****目录包含了内存管理与多种开发工具下的多种硬件平台的接口，移植时也需要重点关注。对于移植FreeRTOS重点需要关注的是****Source****目录，其它功能根据实际需求来选择。添加完成后，编译将会发现编译错误，提示打不开****FreeRTOSConfig.h****文件。
FreeRTOS移植
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07-04 271
要移植 FreeRTOS，肯定需要一个基础工程，基础工程越简单越好，这里我们就用基础例程中的跑马灯实验来作为基础工程。
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01-05 4204
本文以STM32F407标准库为例，讲解如何移植FreeRTOS，编译环境为MDK，FreeRTOS版本是FreeRTOSv9.0.0
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