STM32实时操作系统FreeRTOS手动移植教程（1）

直接意识代码：

int main()
{
    while(1)
    {
        //LED1置为高电平 
        ...... 
        //延时1000MS 
        ...... 
        //LED1置为低电平 
        ...... 
        //延时1000MS 
        ...... 
        //LED2置为高电平 
        ...... 
        //延时500MS 
        ...... 
        //LED2置为低电平 
        ...... 
        //延时500MS 
        ......
    }
}

这是我们大脑最希望的添加代码方式，很显然他是错的，两个任务之间产生了相互的影响，使得两个任务都执行错误，这种思想在裸机开发中肯定是错的，但是在我们的RTOS中他就可以是对的。

任务型代码：

//创建LED1任务
void LED1_Task()
{
    //LED1置为高电平 
    ...... 
    //延时1000MS 
    ...... 
    //LED1置为低电平 
    ...... 
    //延时1000MS 
    ...... 
}


//创建LED2任务
void LED2_Task()
{
    //LED2置为高电平 
    ...... 
    //延时500MS 
    ...... 
    //LED2置为低电平 
    ...... 
    //延时500MS 
    ......
}

这是独立的两个任务内容，我们只需要把他的扔到我们的任务执行器里，他就会**“同时”运行了，很多小伙伴就会疑问了，单片机明明只有一个核**，为什么可以同时执行多个任务呢？这就需要去了解RTOS操作系统中任务“同时”执行的原理。

1.4 任务“同时”执行的原理

在RTOS中，RTOS利用了一种类似于**“视觉暂留”的工作原理，多个任务之间快速切换。在ROTS中，可以让我们的每个任务执行一个时间单位**，然后就切换到另外一个任务执行一个时间单位，再切换回去，两个任务都是独立运行的，互不影响，由于切换的频率很快，就感觉像是同时运行的一样。

上图为一个简单的示意图，读者朋友们可以结合该图好好理解一下RTOS系统的执行过程。

二、 FreeRTOS的手动移植

为了图方便，笔者这里直接使用CubeMX去生成一个基于HAL库的初始STM32工程文件。不习惯用HAL库的，可以找一个标准库的初始STM32工程文件，进行手动移植工作。

①、建立STM32空工程

这里使用STM32CubeMX快速创建项目，要注意的是我们完成最基本的配置以后，需要将我们的Timebase Source修改一下，修改成除了滴答定时器的其他定时器，如下图：

这里我使用的TIM2作为Timebase Source

为什么不可以使用滴答定时器呢？

在FreeRTOS中我们的SysTick定时器被用于了我们的始终基准，它用来实现我们的任务切换，我们的SysTick定时器每次触发我们的中断（默认是一毫秒，可以自行修改为其他值）

Timebase Source是干嘛的呢？

简单的说，正常裸机开发中我们的SysTick定时器是用来主要是用来进行我们的HAL_Delay()延时的，使用其作为基准，前面我们说了SysTick定时器被用于系统任务切换了，所以它就是一直在工作，或者说一直在触发中断，这样的话我们的**HAL_Delay()就需用使用我们的其他定时器（TIM2）**进行替代其作用了

②、FreeRTOS内核下载

这一步将会教大家如何去下载FreeRTOS内核以及如何进行移植到我们的项目里面。

首先，登入FreeRTOS的官网，地址：FreeRTOS – Market leading RTOS (Real Time Operating System) for embedded systems with Internet of Things extensions for embedded systems with Internet of Things extensions")

点击右上角的Download FreeRTOS；

来到版本选择界面；

上面的是FreeRTOS****的最新版本，下面的就是长期维护的版本 ；

我们直接点击上面这个Github的超链接；

然后就依次带点击Code和Download ZIP；

但是，这时候下载完成的压缩波其实并不包含FreeRTOS的子模块。所以，在该页面向下翻找。

找到Kernel source（内核资源） 这里，点击箭头处的超链接；

按照上方步骤下载压缩包，之后进行解压，最终成功得到2个文件夹；

其中，FreeRTOS-Kernel-main是FreeRTOS的内核文件，FreeRTOS-main文件夹下的内容则比较繁杂，我们主要看里面Demo文件；

Demo文件夹里面的文件非常多，不过我们可以找到这样一个文件夹CORTEX_STM32F103_Keil；

CORTEX_STM32F103_Keil文件夹为官方将系统已经移植好的实例，但是这并不是我们直接移植的，感兴趣的小伙伴可以先打看官方移植好的能不能看懂。

③、手动移植FreeRTOS内核文件

1、打开第一步建立的新项目

2、左侧项目文件添加两个新的分组

3、建立对应的FreeRTOS文件夹

4、打开FreeRTOS-Kernel文件夹

5、主目录下所有的.C后缀的文件全部复制我们的FreeRTOS文件夹下（一共七个）

6、复制include文件夹以及portable文件夹到FreeRTOS文件夹下

7、保留FreeRTOS/portable文件夹中的Keil、MemMang、RVDS文件夹，其余全部删除

8、保留FreeRTOS/portable/RVDS文件夹中的ARM_CM3文件夹

9、然后如图进行Keil项目的分组文件配置

10、添加对应的头文件

11、直接编译（出现9个错误）

④、项目问题修复

缺少FreeRTOSConfig.h文件（FreeRTOS的配置文件）

示例项目中复制粘贴并且添加到项目文件夹中（记得添加头文件路径）

编译无错误

⑤、项目添加处理

虽然没有错误了，但是我们的移植没有完成，还有一些小步骤需要完成，的确有些繁琐，好在逻辑性还是比较强的，理解起来相对容易。

在FreeRTOSConfig.h中添加#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler

在FreeRTOSConfig.h中添加#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler

在FreeRTOSConfig.h中添加#define vPortSVCHandler SVC_Handler

左边三个是我们Free RTOS中定义好的函数，右边的是系统项目本来就定义好的函数，他们的作用小伙伴们可以去了解一下，作为初学者这里不进行拓展，反正就是和我们操作系统的中断还有任务切换有关的函数

编译，还是报错，重复定义

处理错误： 进入对应的文件stm32f1xx_it.c删除重复的3个函数

OK移植成功了！！！

⑥、FreeRTOS点灯项目创建

相关的头文件引入：用到的头文件有**“FreeRTOS.h”（操作系统相关）和"task.h"（任务相关）**

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