手把手教你在STM32F4上跑freeRTOS / 开普饭

之前挖了图解freeRTOS的坑，挖了坑就得填。今天就从使用开始，先把freeRTOS用起来。先聊一聊在STM32F407上的如何电灯，如果只用freeRTOS点灯，无疑有点杀鸡用牛刀的感觉。但是想用freeRTOS做产品，先照类似步骤则可以验证最小系统，验证freeRTOS是否能正确跑起来，再在此基础上开始做应用开发，就把任务分解了。本文主要梳理一下如何利用官方移植例子，创建一个自己demo工程，对于没用过的有点参考价值。

注：本文基于IAR for ARM 8.22.1(个人喜欢IAR)，硬件采用正点原子的STM32F407探索者开发板，STLink V2。

准备工作

去官网https://www.freertos.org/a00104.html下载：

按图中所示下载，目前最新为202104.00，这个带多种移植好的例子。解压出来，是这样的：

tools为AWS iot配置工具，quick start例子以及cmake
FreeRTOS-Plus包含了MQTT，TCP，FAT等很多例子，先不去管
FreeRTOS为真正的操作系统源码以及多平台移植例子，如下：

Demo：大部分硬件平台的官方移植例子
Source：内核代码，包含硬件独立文件与可移植文件
Test：内核测试代码
license：MIT开源协议，可以直接商业应用。

建立工程

1.打开IAR，创建Workspace

2.创建工程

选择空工程(Empty project)，命名为demo保存。

设置工程
右键选择Options，进入设置界面

设置单片机为STM32F407VG

Library Configuration使能CMSIS
添加源文件
4.1 新建freeRTOS文件夹

4.2 添加内核文件，在工程文件夹下新建freeRTOS文件夹，将下列文件拷贝过来

4.3 添加进IAR工程

4.4 将freeRTOS下的include文件夹以及portable文件夹拷贝到当前工程下

4.5 portable文件夹下保留下面这几个文件夹

4.6 IAR文件夹下保留下面这两个文件夹

注：全保留也可以，就是其他的用不到，会使工程文件夹变的很大，如果用版本控制软件管理，会增加仓库的大小。ARM_CM4F_MPU文件夹暂时没用，这个留做备用。

4.7 在IAR工程中新建portable文件夹，并加入相应的文件

4.8 将下面几个文件从官方例子中拷贝过来，并加入工程

FreeRTOSConfig.h是内核配置文件，本文配置如下：

#define configUSE_PREEMPTION   1
#define configUSE_IDLE_HOOK    0
#define configUSE_TICK_HOOK    0
#define configCPU_CLOCK_HZ    ( SystemCoreClock )
#define configTICK_RATE_HZ    ( ( TickType_t ) 1000 )
#define configMAX_PRIORITIES   ( 5 )
#define configMINIMAL_STACK_SIZE  ( ( unsigned short ) 130 )
#define configTOTAL_HEAP_SIZE   ( ( size_t ) ( 75 * 1024 ) )
#define configMAX_TASK_NAME_LEN   ( 10 )
#define configUSE_TRACE_FACILITY  1
#define configUSE_16_BIT_TICKS   0
#define configIDLE_SHOULD_YIELD   1
#define configUSE_MUTEXES    1
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE  8
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES  1
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0

/* Co-routine definitions. */
#define configUSE_CO_ROUTINES   0
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES ( 2 )

/* Software timer definitions. */
#define configUSE_TIMERS    1
#define configTIMER_TASK_PRIORITY  ( 2 )
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH  10
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH ( configMINIMAL_STACK_SIZE * 2 )

/* Set the following definitions to 1 to include the API function, or zero
to exclude the API function. */
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet  1
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet  1
#define INCLUDE_vTaskDelete    1
#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources 1
#define INCLUDE_vTaskSuspend   1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil   1
#define INCLUDE_vTaskDelay    1

将IDLE_HOOK/TICK_HOOK禁止了，先不去关注这两个功能。
将STM32相关文件搬过来，如下加入到工程

建立main.c
正点原子的板子，有两个LED，我们就建立两个任务来闪灯吧，相当于hello world，容易理解。

/* 操作系统头文件. */
#include 'FreeRTOS.h'
#include 'task.h'
#include 'timers.h'
#include 'semphr.h'

#include 'stm32f4xx.h'
//LED管脚
#define LED1_PIN        GPIO_Pin_9
#define LED1_GPIO_PORT    GPIOF
#define LED1_GPIO_CLK     RCC_AHB1Periph_GPIOF

#define LED2_PIN       GPIO_Pin_10
#define LED2_GPIO_PORT    GPIOF
#define LED2_GPIO_CLK    RCC_AHB1Periph_GPIOF

static void prvLedInitialise()
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

  /* LED1时能时钟 */
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(LED1_GPIO_CLK, ENABLE);
  /* LED1 GPIO 配置为输出 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

  /* LED2时能时钟 */
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(LED2_GPIO_CLK, ENABLE);
  /* LED2 GPIO配置为输出 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

static void prvSetupHardware( void )
{
  /* 配置时钟，PLL,FLASH */
  SystemInit();

/* 配置NVIC优先级. */
  NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );

  /*LED GPIO配置*/
  prvLedInitialise();
}

//500ms LED1灯状态翻转一次
static void led1Task( void * pvParameters )
{
  while(1)
  {
     LED1_GPIO_PORT->ODR ^= LED1_PIN;
     vTaskDelay(500);
  }
}
//1000ms LED2灯状态翻转一次
static void led2Task( void * pvParameters )
{
  while(1)
  {
    LED2_GPIO_PORT->ODR ^= LED2_PIN;
    vTaskDelay(1000);
  }
}

int main(void)
{
  prvSetupHardware();

  xTaskCreate(led1Task,'LED1',256,NULL,100,(TaskHandle_t *)NULL);
  xTaskCreate(led2Task,'LED2',256,NULL,101,(TaskHandle_t *)NULL);

  /* 启动任务调度器. */
  vTaskStartScheduler();
}

5.设置包含路径

5.1 右键打开options，设置C/C++编译器包含路径

5.2 设置包含路径为：

$PROJECT_DIR$是一个变量，表示当前路径，不要设成绝对路径，否则拷贝到不同路径就无法编译了。

$PROJ_DIR$\
$PROJ_DIR$\hal\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Include
$PROJ_DIR$\hal\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\inc
$PROJ_DIR$\freeRTOS\include
$PROJ_DIR$\freeRTOS\portable\IAR\ARM_CM4F
$PROJ_DIR$\Common\include示当前工程目录，利用这个变量就可以设置和工程相关的路径了，不要设置为绝对路径，否则如果工程拷贝到其他路径，就无法正确编译了。

并设置两个宏：
USE_STDPERIPH_DRIVER
STM32F4XX

5.3 设置汇编器包含路径