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wzjs 2025/9/8 17:31:52
网站前面的小图标怎么做,苏州专业网站制作,wordpress一片空白,wordpress网站资源目录 1. 硬件初始化 2. 创建单任务—SRAM静态内存 2.1 定义函数 2.2 空闲任务与定时器任务堆栈函数实现 2.3 定义任务栈 2.4 定义任务控制块 2.5 静态创建任务 2.6 启动任务 2.7 完整main函数 首先创建一个FreeRTOS的空白模版： STM32F103ZET6的Fr…

目录

1.  硬件初始化

2.  创建单任务—SRAM静态内存

2.1  定义函数

2.2  空闲任务与定时器任务堆栈函数实现

2.3  定义任务栈

2.4  定义任务控制块

2.5  静态创建任务

2.6  启动任务

2.7  完整main函数

        首先创建一个FreeRTOS的空白模版：

STM32F103ZET6的FreeRTOS移植创建静态任务模版资源-CSDN文库

1.  硬件初始化

        在 main.c 文件中创建一个 All_Function_Init()函数，所有板子上的初始化均可放在这个函数里面：

//所有板子上的初始化均可放在这个函数里面
static void All_Function_Init(void)
{/** STM32中断优先级分组为4，即4bit都用来表示抢占优先级，范围为：0~15* 优先级分组只需要分组一次即可，以后如果有其他的任务需要用到中断，* 都统一用这个优先级分组，千万不要再分组，切忌。*/NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );/* LED 初始化 */LED_GPIO_Config();/* 串口初始化	*/USART_Config();
}

2.  创建单任务—SRAM静态内存

        我们创建一个单任务，任务使用的栈和任务控制块都使用静态内存，即预先定义好的全局变量，这些预先定义好的全局变量都存在内部的 SRAM 中。

2.1  定义函数

        任务实际上就是一个无限循环且不带返回值的 C 函数。目前，我们创建一个这样的任务，让开发板上面的 LED 灯以 500ms 的频率闪烁：

// LED_Task任务主体
static void LED_Task(void* parameter)
{	while (1){LED1_ON;vTaskDelay(500);    /* 延时500个tick */LED1_OFF;     vTaskDelay(500);    /* 延时500个tick */	 		}
}

        其中while(1)的作用，任务必须是一个死循环，否则任务将通过 LR 返回，如果 LR 指向了非法的内存就会产生 HardFault_Handler，而 FreeRTOS 指向一个死循环，那么任务返回之后就在死循环中执行，这样子的任务是不安全的，所以避免这种情况，任务一般都是死循环并且无返回值的。我们的 AppTaskCreate 任务，执行一次之后就进行删除，则不影响系统运行，所以，只执行一次的任务在执行完毕要记得及时删除。

        vTaskDelay(500);的作用任务里面的延时函数必须使用 FreeRTOS 里面提供的延时函数，并不能使用我们裸机编程中的那种延时。这两种的延时的区别是 FreeRTOS 里面的延时是阻塞延时，即调用 vTaskDelay()函数的时候，当前任务会被挂起，调度器会切换到其它就绪的任务，从而实现多任务。如果还是使用裸机编程中的那种延时，那么整个任务就成为了一个死循环，如果恰好该任务的优先级是最高的，那么系统永远都是在这个任务中运行，比它优先级更低的任务无法运行，根本无法实现多任务。

2.2  空闲任务与定时器任务堆栈函数实现

        当我们使用了静态创建任务的时候，configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 这个宏定义必须为 1 （在 FreeRTOSConfig.h 文 件 中 ） ， 并且我们需要实现两个函数 ：vApplicationGetIdleTaskMemory()与 vApplicationGetTimerTaskMemory()，这两个函数是用户设定的空闲（Idle）任务与定时器（Timer）任务的堆栈大小，必须由用户自己分配，而不能是动态分配：

/* 空闲任务任务堆栈 */ 
static StackType_t Idle_Task_Stack[configMINIMAL_STACK_SIZE]; 
/* 定时器任务堆栈 */ 
static StackType_t Timer_Task_Stack[configTIMER_TASK_STACK_DEPTH]; /* 空闲任务控制块 */ 
static StaticTask_t Idle_Task_TCB; 
/* 定时器任务控制块 */ 
static StaticTask_t Timer_Task_TCB;/************************************************************************* @brief  获取空闲任务的任务堆栈和任务控制块内存*					ppxTimerTaskTCBBuffer	:		任务控制块内存*					ppxTimerTaskStackBuffer	:	任务堆栈内存*					pulTimerTaskStackSize	:		任务堆栈大小* @author  fire* @version V1.0* @date    2018-xx-xx***********************************************************************/ 
void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize)
{*ppxIdleTaskTCBBuffer=&Idle_Task_TCB;/* 任务控制块内存 */*ppxIdleTaskStackBuffer=Idle_Task_Stack;/* 任务堆栈内存 */*pulIdleTaskStackSize=configMINIMAL_STACK_SIZE;/* 任务堆栈大小 */
}/************************************************************************ @brief  获取定时器任务的任务堆栈和任务控制块内存*					ppxTimerTaskTCBBuffer	:		任务控制块内存*					ppxTimerTaskStackBuffer	:	任务堆栈内存*					pulTimerTaskStackSize	:		任务堆栈大小* @author  fire* @version V1.0* @date    2018-xx-xx***********************************************************************/ 
void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize)
{*ppxTimerTaskTCBBuffer=&Timer_Task_TCB;/* 任务控制块内存 */*ppxTimerTaskStackBuffer=Timer_Task_Stack;/* 任务堆栈内存 */*pulTimerTaskStackSize=configTIMER_TASK_STACK_DEPTH;/* 任务堆栈大小 */
}

2.3  定义任务栈

        当前我们只创建了一个任务，当任务进入延时的时候，因为没有另外就绪的用户任务，那么系统就会进入空闲任务，空闲任务是 FreeRTOS 系统自己启动的一个任务，优先级最低。当整个系统都没有就绪任务的时候，系统必须保证有一个任务在运行，空闲任务就是为这个设计的。当用户任务延时到期，又会从空闲任务切换回用户任务。

        在 FreeRTOS 系统中，每一个任务都是独立的，他们的运行环境都单独的保存在他们的栈空间当中。那么在定义好任务函数之后，我们还要为任务定义一个栈，目前我们使用的是静态内存，所以任务栈是一个独立的全局变量：

/* AppTaskCreate任务任务堆栈 */
static StackType_t AppTaskCreate_Stack[128];
/* LED任务堆栈 */
static StackType_t LED_Task_Stack[128];

        任务的栈占用的是 MCU 内部的 RAM，当任务越多的时候，需要使用的栈空间就越大，即需要使用的 RAM 空间就越多。一个 MCU 能够支持多少任务，就得看你的 RAM 空间有多少。

        在大多数系统中需要做栈空间地址对齐，在 FreeRTOS 中是以 8 字节大小对齐，并且会检查堆栈是否已经对齐，其中 portBYTE_ALIGNMENT 是在 portmacro.h 里面定义的一个宏，其值为 8，就是配置为按 8 字节对齐，当然用户可以选择按 1、2、4、8、16、32 等字节对齐，目前默认为 8：

#define portBYTE_ALIGNMENT 8#if portBYTE_ALIGNMENT == 8
#define portBYTE_ALIGNMENT_MASK ( 0x0007 )
#endifpxTopOfStack = pxNewTCB->pxStack + ( ulStackDepth - ( uint32_t ) 1 );
pxTopOfStack = ( StackType_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) pxTopOfStack ) &
( ~( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) ) );/* 检查计算出的堆栈顶部的对齐方式是否正确。 */
configASSERT( ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) pxTopOfStack &
( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) == 0UL ) );

2.4  定义任务控制块

        定义好任务函数和任务栈之后，我们还需要为任务定义一个任务控制块，通常我们称这个任务控制块为任务的身份证。在 C代码上，任务控制块就是一个结构体，里面有非常多的成员，这些成员共同描述了任务的全部信息：

/* AppTaskCreate 任务控制块 */
static StaticTask_t AppTaskCreate_TCB;
/* AppTaskCreate 任务控制块 */
static StaticTask_t LED_Task_TCB;

2.5  静态创建任务

        一个任务的三要素是任务主体函数，任务栈，任务控制块，那么怎么样把这三个要素联合在一起？FreeRTOS 里面有一个叫静态任务创建函数 xTaskCreateStatic()，它就是干这个活的。它将任务主体函数，任务栈（静态的）和任务控制块（静态的）这三者联系在一起，让任务可以随时被系统启动：

   /* 创建 AppTaskCreate 任务 */AppTaskCreate_Handle = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t	)AppTaskCreate,		//任务函数(const char* 	)"AppTaskCreate",		//任务名称(uint32_t 		)128,	//任务堆栈大小(void* 		  	)NULL,				//传递给任务函数的参数(UBaseType_t 	)3, 	//任务优先级(StackType_t*   )AppTaskCreate_Stack,	//任务堆栈(StaticTask_t*  )&AppTaskCreate_TCB);	//任务控制块   if(NULL != AppTaskCreate_Handle)/* 创建成功 */vTaskStartScheduler();   /* 启动任务，开启调度 */

(TaskFunction_t)AppTaskCreate：任务入口函数，即任务函数的名称，需要我们自己定义并且实现。

(const char*)"AppTaskCreate"：任务名字，字符串形式，最大长度由 FreeRTOSConfig.h 中定义的 configMAX_TASK_NAME_LEN 宏指定，多余部分会被自动截掉，这里任务名字最好要与任务函数入口名字一致，方便进行调试。

(uint32_t)128：任务堆栈大小，单位为字，在 32 位的处理器下（STM32），一个字等于 4 个字节，那么任务大小就为 128 * 4 字节。

(void*)NULL：任务入口函数形参，不用的时候配置为 0 或者 NULL 即可。

(UBaseType_t)3：任务 的优 先级 。优 先级 范围 根 据 FreeRTOSConfig.h 中 的 宏 configMAX_PRIORITIES 决定，如果使能 configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION，这个宏定义，则最多支持 32 个优先级；如果不用特殊方法查找下一个运行的任务，那么则不强制要求限制最大可用优先级数目。

在 FreeRTOS中，数值越大优先级越高，0 代表最低优先级。

(StackType_t*)LED_Task_Stack：任务栈起始地址，只有在使用静态内存的时候才需要提供，在使用动态内存的时候会根据提供的任务栈大小自动创建。

(StaticTask_t*)&LED_Task_TCB)：任务控制块指针，在使用静态内存的时候，需要给任务初始化函数 xTaskCreateStatic()传递预先定义好的任务控制块的指针。在使用动态内存的时候，任务创建函数 xTaskCreate()会返回一个指针指向任务控制块，该任务控制块是 xTaskCreate()函数里面动态分配的一块内存。

2.6  启动任务

        当任务创建好后，是处于任务就绪（Ready），在就绪态的任务可以参与操作系统的调度。但是此时任务仅仅是创建了，还未开启任务调度器，也没创建空闲任务与定时器任务（如果使能了 configUSE_TIMERS 这个宏定义），那这两个任务就是在启动任务调度器中实现，每个操作系统，任务调度器只启动一次，之后就不会再次执行了，FreeRTOS 中启动任务调度器的函数是 vTaskStartScheduler()，并且启动任务调度器的时候就不会返回，从此任务管理都由FreeRTOS管理，此时才是真正进入实时操作系统中的第一步：

    vTaskStartScheduler();   /* 启动任务，开启调度 */

2.7  完整main函数

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "LED.h"
#include "Usart.h"#include "Delay.h"#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"/**************************** 任务句柄 ********************************/
/* * 任务句柄是一个指针，用于指向一个任务，当任务创建好之后，它就具有了一个任务句柄* 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄，如果是自身的任务操作自己，那么* 这个句柄可以为NULL。*//* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle;
/* LED任务句柄 */
static TaskHandle_t LED_Task_Handle;		/* AppTaskCreate任务任务堆栈 */
static StackType_t AppTaskCreate_Stack[128];
/* LED任务堆栈 */
static StackType_t LED_Task_Stack[128];/* AppTaskCreate 任务控制块 */
static StaticTask_t AppTaskCreate_TCB;
/* AppTaskCreate 任务控制块 */
static StaticTask_t LED_Task_TCB;/* 空闲任务任务堆栈 */
static StackType_t Idle_Task_Stack[configMINIMAL_STACK_SIZE];
/* 定时器任务堆栈 */
static StackType_t Timer_Task_Stack[configTIMER_TASK_STACK_DEPTH];/* 空闲任务控制块 */
static StaticTask_t Idle_Task_TCB;	
/* 定时器任务控制块 */
static StaticTask_t Timer_Task_TCB;static void AppTaskCreate(void);
static void LED_Task(void* pvParameters);/* LED_Task任务实现 */
static void All_Function_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 *//*** 使用了静态分配内存，以下这两个函数是由用户实现，函数在task.c文件中有引用*	当且仅当 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 这个宏定义为 1 的时候才有效*/
void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize);void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize);int main(void)
{All_Function_Init();while (1){/* 创建 AppTaskCreate 任务 */AppTaskCreate_Handle = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t	)AppTaskCreate,		//任务函数(const char* 	)"AppTaskCreate",		//任务名称(uint32_t 		)128,	//任务堆栈大小(void* 		  	)NULL,				//传递给任务函数的参数(UBaseType_t 	)3, 	//任务优先级(StackType_t*   )AppTaskCreate_Stack,	//任务堆栈(StaticTask_t*  )&AppTaskCreate_TCB);	//任务控制块   if(NULL != AppTaskCreate_Handle)/* 创建成功 */vTaskStartScheduler();   /* 启动任务，开启调度 */}
}static void AppTaskCreate(void)
{taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区/* 创建LED_Task任务 */LED_Task_Handle = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t	)LED_Task,		//任务函数(const char* 	)"LED_Task",		//任务名称(uint32_t 		)128,					//任务堆栈大小(void* 		  	)NULL,				//传递给任务函数的参数(UBaseType_t 	)4, 				//任务优先级(StackType_t*   )LED_Task_Stack,	//任务堆栈(StaticTask_t*  )&LED_Task_TCB);	//任务控制块   if(NULL != LED_Task_Handle)/* 创建成功 */printf("LED_Task任务创建成功!\n");elseprintf("LED_Task任务创建失败!\n");vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}//所有板子上的初始化均可放在这个函数里面
static void All_Function_Init(void)
{/** STM32中断优先级分组为4，即4bit都用来表示抢占优先级，范围为：0~15* 优先级分组只需要分组一次即可，以后如果有其他的任务需要用到中断，* 都统一用这个优先级分组，千万不要再分组，切忌。*/NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );/* LED 初始化 */LED_GPIO_Config();/* 串口初始化	*/USART_Config();
}// LED_Task任务主体
static void LED_Task(void* parameter)
{	while (1){LED1_ON;vTaskDelay(500);    /* 延时500个tick */LED1_OFF;     vTaskDelay(500);    /* 延时500个tick */	 		}
}/************************************************************************* @brief  获取空闲任务的任务堆栈和任务控制块内存*					ppxTimerTaskTCBBuffer	:		任务控制块内存*					ppxTimerTaskStackBuffer	:	任务堆栈内存*					pulTimerTaskStackSize	:		任务堆栈大小* @author  fire* @version V1.0* @date    2018-xx-xx***********************************************************************/ 
void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize)
{*ppxIdleTaskTCBBuffer=&Idle_Task_TCB;/* 任务控制块内存 */*ppxIdleTaskStackBuffer=Idle_Task_Stack;/* 任务堆栈内存 */*pulIdleTaskStackSize=configMINIMAL_STACK_SIZE;/* 任务堆栈大小 */
}/************************************************************************ @brief  获取定时器任务的任务堆栈和任务控制块内存*					ppxTimerTaskTCBBuffer	:		任务控制块内存*					ppxTimerTaskStackBuffer	:	任务堆栈内存*					pulTimerTaskStackSize	:		任务堆栈大小* @author  fire* @version V1.0* @date    2018-xx-xx***********************************************************************/ 
void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize)
{*ppxTimerTaskTCBBuffer=&Timer_Task_TCB;/* 任务控制块内存 */*ppxTimerTaskStackBuffer=Timer_Task_Stack;/* 任务堆栈内存 */*pulTimerTaskStackSize=configTIMER_TASK_STACK_DEPTH;/* 任务堆栈大小 */
}

        为了方便看到效果我在LED的任务中加入了打印当前状态的程序，如下正常运行： 

        需要注意在使用静态创建任务的时候必须将FreeRTOSConfig.h 中的configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 宏配置为 1。

完整代码：

基于STM32F103ZET6的FreeRTOS静态任务创建模版资源-CSDN文库

FreeRTOS实时操作系统_时光の尘的博客-CSDN博客


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