FreeRTOS简介RTOS(实时操作系统)是指一类系统如 FreeRTOSuC/OSRTXRT-Thread 等都是 RTOS 类操作系统。特点:任务调度FreeRTOS通过任务调度器管理多个任务支持不同优先级的任务实现任务的有序执行。任务通信和同步提供了队列、信号量等机制支持任务之间的通信和同步确保数据的安全传递。内存管理提供简单的内存管理机制适用于嵌入式环境有效利用有限的内存资源。定时器和中断处理支持定时器功能能够处理中断提供了可靠的实时性能。开发社区拥有庞大的用户社区开发者可以在社区中获取支持、解决问题并分享经验。可移植性设计注重可移植性可以轻松地移植到不同的硬件平台提高了代码的重用性。FreeRTOS 的移植步骤1.获取源码官网地址https://www.freertos.org/Github地址https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS/releases2.源码与结构介绍1源码整体结构名称描述FreeRTOSFreeRTOS内核FreeRTOS-PlusFreeRTOS组件一般我们会选择使用第三方的组件tools工具GitHub-FreeRTOS-HomeFreeRTOS的GitHub仓库链接Quick_Start_Guide快速入门指南官方文档链接Upgrading-to-FreeRTOS-xxx升级到指定FreeRTOS版本官方文档链接History.txtFreeRTOS历史更新记录2FreeRTOS的文件夹结构名称描述DemoFreeRTOS演示例程支持多种芯片架构、多种型号芯片LicenseFreeRTOS相关许可SourceFreeRTOS源码最重要的文件夹Test公用以及移植层测试代码3Source文件夹结构名称描述include内包含了FreeRTOS的头文件portable包含FreeRTOS移植文件与编译器相关、keil编译环境croutine.c协程相关文件event_groups.c事件相关文件list.c列表相关文件queue.c队列相关文件stream_buffer.c流式缓冲区相关文件tasks.c任务相关文件timers.c软件定时器相关文件这里的include文件夹和.c文件夹是通用的头文件和C文件这两部分的文件适用于各种编译器和处理器是通用的标红的是移植必须的其他的.c文件根据需要来选取即可portable文件夹里根据编译器、内核等实际环境对应选取4portable文件夹结构portable文件夹里面的东西就是软件和硬件的连接桥梁。名称描述Keil指向RVDS文件夹RVDS不同内核芯片的移植文件MemMang内存管理相关文件Keil文件夹里只有一个See-also-the-RVDS-directory.txt意思是让我们看RVDS文件夹。1RVDS文件夹RVDS 文件夹包含了各种处理器相关的文件夹FreeRTOS 是一个软件单片机是一个硬件FreeRTOS 要想运行在一个单片机上面它们就必须关联在一起。关联还是得通过写代码来关联这部分关联的文件叫接口文件通常由汇编和 C 联合编写。这些接口文件都是跟硬件密切相关的不同的硬件接口文件是不一样的但都大同小异。编写这些接口文件的过程我们就叫移植移植的过程通常由 FreeRTOS 和 mcu 原厂的人来负责移植好的这些接口文件就放在 RVDS 这个文件夹的目录下。FreeRTOS 为我们提供了 cortex-m0、m3、m4 和 m7 等内核的单片机的接口文件根据mcu的内核选择对应的接口文件即可。其实准确来说不能够叫移植应该叫使用官方的移植 因为这些跟硬件相关的接口文件RTOS 官方都已经写好了我们只是使用而已。以 ARM_CM3 这个文件夹为例里面只有“port.c”与“portmacro.h” 两个文件port.c文件里面的内容是由 FreeRTOS 官方的技术人员为 Cortex-M3 内核的处理器写的接口文 件里面核心的上下文切换代码是由汇编语言编写而成对技术员的要求比较高我们只是使用 的话只需拷贝过来用即可。portmacro.h文件port.c文件对应的头文件主要是一些数据类型和宏定义。2MemMang文件夹MemMang 文件夹下存放的是跟内存管理相关的总共有五个 heap 文件以及一个 readme 说明文件。这五个 heap 文件在移植的时候必须使用一个因为 FreeRTOS 在创建内核对象的时候使用的是动态分配内存而这些动态内存分配的函数则在这几个文件里面实现不同的分配算法会导致不同的效率与结果。3.FreeRTOS在基于寄存器项目中移植步骤3.1 目录添加源码文件在例程的根路径下新建“FreeRTOS”文件夹并且在里面新建“portable”和“source”两个空文件夹。拷贝FreeRTOS源码的Source文件夹的7个.c文件到例程的source文件夹。拷贝FreeRTOS源码portable文件夹下的Keil、RVDS、MemMang到例程的portable文件夹下。其中例程的MemMang可只保留heap_4.c:其中例程的RVDS可只保留ARM_CM3对应我们的芯片内核。拷贝FreeRTOS源码include文件夹到例程的FreeRTOS文件夹下。FreeRTOSConfig.h 文件是 FreeRTOS 的工程配置文件因为 FreeRTOS 是可以裁剪的 实时操作内核应用于不同的处理器平台用户可以通过修改这个 FreeRTOS 内核的配置头文件来裁剪 FreeRTOS 的功能所以我们把它拷贝一份放在 user 这个文件夹下面。3.2 工程添加源码文件工程新建Group“FreeRTOS/Source”和“FreeRTOS/Portable”。3.3 系统配置文件修改FreeRTOSConfig.h中添加如下3个配置#definexPortPendSVHandlerPendSV_Handler#definevPortSVCHandlerSVC_Handler#defineINCLUDE_xTaskGetSchedulerState13.4 main.c中添加代码FreeRTOS使用滴答定时器来实现的系统时基, 需要实现滴答定时器的中断,并在中断中添加下面的代码.externvoidxPortSysTickHandler(void);voidSysTick_Handler(void){if(xTaskGetSchedulerState()!taskSCHEDULER_NOT_STARTED){xPortSysTickHandler();}}
