一、实验要求
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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。
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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:
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):
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)
(3)将uCOS相关文件复制到HAL工程的MDK-ARM文件夹下
(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)
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
点击cpu–>Add Files…,选中以下文件,Add:
点击lib–>Add Files…,选中以下文件,Add:
点击port–>Add Files…,选中以下文件,Add
点击source>Add Files…,选中以下文件,Add:
点击config–>Add Files…,选中以下文件,Add:
全部添加完成之后,我们就可以开始添加文件路径:
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