STM32 и FreeRTOS. Быстрый старт для микроконтроллера STM32F4.

Помните, мы работали с операционной системой реального времени FreeRTOS? Вот эти статьи - ссылка. Там мы использовали микроконтроллеры STM32 серии STM32F10x, и вот теперь пришло время разобраться с работой FreeRTOS на контроллерах STM32F4. Собственно, приступаем к делу!

И для начала необходимо скачать архив с FreeRTOS. Текущей версией является версия 7.5.3, ее и скачиваем. Получаем стомегабайтный архив с кучей файлов, и сейчас будем разбираться, что же делать дальше.

Время традиционной вставки: поскольку компания STMicroelectronics прекратила поддержку библиотеки SPL, которая использовалась в этом курсе, я создал новый, посвященный работе уже с новыми инструментами, так что буду рад видеть вас там - STM32CubeMx. Кроме того, вот глобальная рубрика по STM32, а также статья на смежную тему из нового курса: STM32CubeMx. Быстрый старт с FreeRTOS для STM32.

Создаем в Keil'е новый проект. Я буду использовать плату STM32F4Discovery для экспериментов, поэтому выбрал при создании проекта контроллер STM32F407VG. Но принципиальной разницы тут нет. Создадим несколько папок для файлов проекта, например, вот так:

В папках CMSIS и SPL будут файлы соответствующих библиотек, в папки Source и Header я поместил все файлы, необходимые для использования FreeRTOS. Давайте смотреть, какие же это файлы. Итак, в скачанном архиве с FreeRTOS есть три папки:

Заходим в первую - Demo. Там куча папок, но нас интересует только одна, а именно - CORTEX_M4F_STM32F407ZG-SK. Берем из этой папки файл FreeRTOSConfig.h и копируем к нам в проект. На этом все, переходим дальше - а именно к папке Source. Из нее, а также из вложенной папки Include нам нужны абсолютно все файлы, а вот из папки portable лишь некоторые, заходим в эту папку:

Нам нужны две - RVDS и MemMang. В первой из них заходим в папку ARM_CM4F и забираем оба, имеющихся там файла. Из MemMang берем файл heap_2.c и его тоже копируем к нам в проект.

Вот, что мы получаем в итоге:

Кроме уже упомянутых файлов, тут есть файл main.c - в него мы поместим наш собственный код. Как раз его написанием сейчас и займемся. Только не забудьте добавить файлы из SPL и CMSIS в проект, я на этом останавливаться не буду, поскольку это уже далеко не первый наш проект для STM32F4, все есть в предыдущих статьях )

Итак, подключаем все нужные нам файлы:

/***************************************************************************************/
#include "stm32f4xx.h"
#include "stm32f4xx_conf.h"
#include "system_stm32f4xx.h"
#include "portmacro.h"
#include "FreeRTOSConfig.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "croutine.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "stm32f4xx_gpio.h"
#include "stm32f4xx_rcc.h"


/***************************************************************************************/

Сразу же объявляем переменные:

/***************************************************************************************/
GPIO_InitTypeDef port;
uint32_t state;


/***************************************************************************************/

Важным моментом является то, что нам необходимо определить некоторые функции, без которых проект не соберется. Сделать это нужно обязательно, пусть даже в данном примере это будут просто функции - "заглушки":

/***************************************************************************************/
void vApplicationIdleHook(void)
{
}


/***************************************************************************************/
void vApplicationMallocFailedHook(void)
{
	for(;;);
}


/***************************************************************************************/
void vApplicationStackOverflowHook(xTaskHandle pxTask, signed char *pcTaskName)
{
	(void)pcTaskName;
	(void)pxTask;

	for(;;);
}


/***************************************************************************************/
void vApplicationTickHook(void)
{
}


/***************************************************************************************/

Давайте в этом проекте создадим задачу, которая будет вызываться через равные промежутки времени и изменять состояние светодиода. Соответственно, этот светодиод, а точнее ножку контроллера, нам нужно настроить:

/***************************************************************************************/
void vFreeRTOSInitAll()
{
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);

	GPIO_StructInit(&port);
	port.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
	port.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
	port.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOD, &port);
}


/***************************************************************************************/

Тут все понятно, обычная работа с портами ввода-вывода. Настраиваем вывод PD12 на работу в режиме выхода. Далее пишем код нашей задачи:

/***************************************************************************************/
void vLedTask(void *pvParameters)
{
	while(1)
	{
		if (state == 0)
		{
			GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_12);
			state = 1;
		}
		else
		{
			GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_12);
			state = 0;
		}
	}
	
	vTaskDelete(NULL); 
}


/***************************************************************************************/

Осталось совсем немного, а именно функция main():

/***************************************************************************************/
int main()
{
	vFreeRTOSInitAll();
	xTaskCreate(vLedTask, (signed char*)"LedTask", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);
	vTaskStartScheduler();
}


/***************************************************************************************/

Тут всего лишь вызываем функцию инициализации и создаем задачу, как и при использовании FreeRTOS для STM32F10x (ссылка на этот материал в самом начале сегодняшней статьи).

Теперь собираем проект и прошиваем микроконтроллер. В отладчике можно видеть, как меняется состояние светодиода. Собственно, это все, что я хотел сегодня рассказать, теперь мы можем использовать FreeRTOS и на контроллерах STM32F4!