STM32F103C8T6移植uc/OS-III基于HAL库

原创 于 2021-12-07 22:04:05 发布 · 257 阅读 · 1 ·
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#stm32 #单片机 #arm

本文详细介绍了如何将uc/OS-III实时操作系统移植到STM32F103C8T6微控制器上，通过创建任务控制LED灯闪烁和串口发送信息。实验过程包括CuBeMX工程配置、uc/OS-III源码下载、文件添加与移植、Keil工程的调整以及故障排查。在实验过程中，学习了RTOS的使用以及利用示波器和逻辑分析仪进行故障分析。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

一、实验要求

  1. 学习嵌入式实时操作系统（RTOS）,以uc/OS-III为例，将其移植到stm32F103上，构建至少3个任务（task）:其中两个task分别以1s和3s周期对LED等进行点亮-熄灭的控制；另外一个task以2s周期通过串口发送“hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境！”。记录详细的移植过程。

  2. 在上述实验中，在掌握Keil的仿真调试代码功能之外，也学习使用仪器对代码运行进行故障排查和功能调测。
    （1) 练习使用示波器去观察LED输出电平和串口通信的波形，分析故障；
    （2) 分别使用Keil虚拟仿真逻辑仪和 真实逻辑仪(SaleaeLogic16)抓取LED输出电平和串口通信的波形，进行协议分析。

二、实验过程

1、使用CuBeMX创建工程

首先我们配置好RCC：选择Crystal/Ceramic Reasonator
配置SYS：选择Serial Wire
设置PC13为GPIO_Output用于点亮LED灯
设置串口USART1：选择Asynchronous
最后设置工程：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
到这里工程就建立好了。

2、下载uc/OS-III源码

官网下载：http://micrium.com/downloadcenter/
或者百度网盘下载：
链接：https://pan.baidu.com/s/1dcm7hyYiNBbujHB0CIa2RQ
提取码：wpj0
网盘下载，打开目录如下（文件夹uC-BSP和uC-CONFIG是自己新建的两个文件夹）：
在这里插入图片描述

3、为移植uc/OS-III做准备

（1）为uC-BSP文件夹新建bsp.c和bsp.h文件

（2）给文件夹uC-CONFIG添加以下文件（从以下路径复制过来）

在这里插入图片描述

（3）将uCOS相关文件复制到HAL工程的MDK-ARM文件夹下

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

（4）开始移植

首先在在keil中打开之前创建的工程（记得要用管理员身份打开，可能会避免一些错误）
在这里插入图片描述
首先在工程中创建文件夹
然后
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
在这里插入图片描述
点击cpu–>Add Files…，选中以下文件，Add：
在这里插入图片描述
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点击lib–>Add Files…，选中以下文件，Add：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

点击port–>Add Files…，选中以下文件，Add

在这里插入图片描述
点击source>Add Files…，选中以下文件，Add：
在这里插入图片描述
点击config–>Add Files…，选中以下文件，Add：
在这里插入图片描述
全部添加完成之后，我们就可以开始添加文件路径：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
找到BSP下的bsp.c和bsp.h文件添加代码如下：
bsp.c：

// 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：

// bsp.h
#ifndef  __BSP_H__
#define  __BSP_H__

#include "stm32f1xx_hal.h"

void BSP_Init(void);

#endif

在修改main.c中的代码：
注意一定要看着清楚位置：
不是全部替代，而是在/* USER CODE END Header */ 开始到最后全部替代：

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <includes.h>
#include "stm32f1xx_hal.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 MSG_TASK_PRIO		5

/* 任务堆栈大小	*/
#define START_STK_SIZE 		64
#define LED0_STK_SIZE 		64
#define MSG_STK_SIZE 		64//任务堆大小过大会报错，可以试着改小一点

/* 任务栈 */	
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
CPU_STK MSG_TASK_STK[MSG_STK_SIZE];
/* 任务控制块 */
OS_TCB StartTaskTCB;
OS_TCB Led0TaskTCB;
OS_TCB MsgTaskTCB;
/* 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
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