0. 前言

硬件平台：

• STM32F103ZET6

移植流程：

1. 构建STM32运行环境
2. 下载FreeRTOS源码
3. 根据芯片型号选择对应的内核文件
4. Keil配置项目
5. 创建任务
6. 运行

1. 构建STM32运行环境

搭建运行环境基本流程：

1. 创建Keil项目
2. 创建对应目录
3. 复制stm32f103启动文件
4. 创建main.c文件
5. 创建串口驱动文件
6. Keil配置项目结构
7. 编写main.c与驱动代码

1.1 使用Keil创建项目

1.1.1 打开Keil创建新项目

创建一个项目文件夹用于存放项目(base_project)：最上方Project->New … Project -> 输入项目名 -> 保存项目 -> 选择芯片 -> 保存

创建项目：

选择芯片：

1.2 创建目录

使用Keil创建好项目文件后，在目录中创建start、user、driver、freertos文件夹

• start：用于存放stm32的启动文件
• user：存放用户代码
• driver：存放驱动文件
• freertos：存放FreeRTOS的移植文件

1.3 复制stm32f103启动文件到start中

通过ST官网下载stm32f103的标准库文件，将以下6个文件拷贝到start文件夹中，这里主要讲FreeRTOS移植，就不一一讲解，可以私信作者获取项目结构源码。

1.4 创建main.c文件

在user文件夹中创建main.c文件，作为程序入口文件。

1.5 创建串口的驱动文件Driver_Usart

在driver文件夹中创建usart文件夹，在usart文件夹中创建Driver_Usart.c与Driver_Usart.h文件。用于调试代码时串口的输出打印。

1.6 打开Keil配置文件

流程步骤：

1. 选择配置项目目录
2. 添加文件夹
3. 对应文件夹添加文件
4. 配置头文件路径

1.6.1 选择配置项目目录

1.6.2 创建对应文件

1.6.3 添加对应文件

将对应的文件添加进对应的文件夹。

这里以usart的驱动文件为例，将Driver_Usart.c文件添加到对应的Driver/Usart中即可。

对应的main.c添加进文件夹。

添加启动文件，将所有的启动文件添加到Start文件夹中：

配置目录效果：

1.6.4 配置头文件路径

选择对应的头文件路径：

保存路径：

选择调试工具：

1.7 编写main.c与驱动代码

使用VSCode打开base_project文件夹，进行代码编写。

现在VSCode进行插件安装：

• C/C++
• Keil Assistant

main.c

#include "Driver_Usart.h"

int main()
{
	/* 初始化窗口 */
	USART_Init();


	printf("Hello World！\n");

	while (1)
	{
		
	}
	

	return 0;
}

Driver_Usart.h

#ifndef __DRIVER_USART_H
#define __DRIVER_USART_H

#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"

// 初始化
void USART_Init(void);

#endif

Driver_Usart.c

#include "Driver_Usart.h"

void USART_Init(void)
{
    // 1. 配置时钟
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN;

    // 2. GPIO引脚配置
    // 2.1 PA9 设为复用推挽输出 MODE: 11, CNF: 10
    GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE9;
    GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF9_1;
    GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF9_0;

    // 2.2 PA10 设为浮空输入 MODE：00， CNF：01
    GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_MODE10;
    GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF10_1;
    GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_CNF10_0;

    // 3. 串口配置
    // 3.1 设置波特率
    USART1->BRR = 0x271;

    // 3.2 串口使能和收发使能
    USART1->CR1 |= (USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE);
}

/* printf重定向 */
int fputc(int ch, FILE *fp)
{
    /* 检查发送数据寄存器是否为空 */
    while ((USART1->SR & USART_SR_TXE) == 0)
        ;

    // 准备就绪，继续发送下一个字符
    USART1->DR = ch;

    return ch;
}

2. 下载FreeRTOS源码

在官网中下载FreeRTOS源码。
官网地址：https://www.freertos.org/

3. 根据芯片型号选择对应的内核文件

构建目录流程：

1. 解压源码
2. 在项目的freertos文件夹中，创建3个文件夹
   1. source
   2. portable
   3. include
3. 将FreeRTOS源码复杂到对应的文件夹中
4. 拷贝FreeRTOS的配置文件FreeRTOSConfig.h
5. 在User文件夹下创建FreeRTOS相关的代码文件

3.1 解压源码

解压源码压缩文件，获得源码。源码存放于FreeRTOS文件夹中。

3.2 在项目的freertos文件夹中，创建3个文件夹

3.3 将FreeRTOS源码复杂到对应的文件夹中

1. 将FreeRTOS中Source文件夹下的6个文件拷贝到自己创建的项目freertos/source文件下。
   

2. 将FreeRTOS中Source文件夹下的include中所有的文件拷贝到自己创建的项目freertos/include文件下。
   

3. 将FreeRTOS中Source文件夹下的portable中三个文件夹拷贝到自己创建的项目freertos/include文件下。

RVDS是移植芯片相关的文件，这里只保留CM3

MemMang是内存管理相关的文件夹，只保留heap_4.c文件即可

3.4 拷贝FreeRTOS的配置文件FreeRTOSConfig.h

在源码的文件夹中的FreeRTOS下找到Demo文件夹，在Demo文件夹找到我们芯片对应的文件夹，获取其中的FreeRTOSConfig.h文件，将这个文件拷贝到自己创建的项目的freertos文件夹下即可。

3.5 在User文件夹下创建FreeRTOS相关的代码文件

4. Keil配置项目

使用Keil打开项目，配置目录结构与头文件路径。

配置目录结构：

配置头文件路径：

5. 创建任务

main.c

#include "Driver_Usart.h"
#include "freertos_demo.h"

int main()
{
	/* 初始化窗口 */
	USART_Init();


	printf("Hello World！\n");

	FreeRTOS_Start();
	

	while (1)
	{
		
	}
	

	return 0;
}

freertos_demo.c

#include "freertos_demo.h"

/* 启动任务相关配置 */
void startTask(void *args);                                 /* 启动任务执行函数 */
#define START_TASK_NAME "start"                             /* 启动任务的名称 */
#define START_TASK_STACK_DEPTH 128                          /* 启动任务栈大小 = 2 * 128 字节 */
#define START_TASK_PRIORITY 4                               /* 启动任务优先级 */
TaskHandle_t startTaskTCB;                                  /* 启动任务的控制块 */

/* 3个子任务相关配置 */
/* --------------------Task1-------------------- */
void taskFunc1(void *args);                                 /* 任务1执行函数 */
#define TASK_NAME_1 "task1"                                 /* 任务1的名称 */
#define TASK1_PRIORITY 1                                    /* 任务1优先级 */
TaskHandle_t task1TCB;                                      /* 任务1的控制块 */
/* --------------------Task2-------------------- */
void taskFunc2(void *args);                                 /* 任务2执行函数 */
#define TASK_NAME_2 "task2"                                 /* 任务2的名称 */
#define TASK2_PRIORITY 2                                    /* 任务2优先级 */
TaskHandle_t task2TCB;                                      /* 任务2的控制块 */


void FreeRTOS_Start(void)
{
    /* 1. 创建启动任务 */
    xTaskCreate(
        startTask,
        START_TASK_NAME,
        START_TASK_STACK_DEPTH,
        NULL,
        START_TASK_PRIORITY,
        &startTaskTCB
    );

    /* 2. 启动任务调度器 */
    vTaskStartScheduler();
}

void startTask(void *args)
{
    // 1. 代码进入临界区，防止代码中断
    vPortEnterCritical();      
    printf("执行启动任务...");         

    // 2. 创建3个任务
    xTaskCreate(                                        /* 任务1 */
        taskFunc1,
        TASK_NAME_1,
        START_TASK_STACK_DEPTH,
        NULL,
        TASK1_PRIORITY,
        &task1TCB
    );
    xTaskCreate(                                        /* 任务2 */
        taskFunc2,
        TASK_NAME_2,
        START_TASK_STACK_DEPTH,
        NULL,
        TASK2_PRIORITY,
        &task2TCB
    );
    
    // 3. 代码退出临界区
    printf("启动任务执行完毕...\n回收启动任务...");
    vPortExitCritical();

    // 4. 回收启动任务
    vTaskDelete(NULL);
}

void taskFunc1(void *args)                                  /* 任务1执行函数 */
{
    while (1)
    {
        printf("Task1...");
        vTaskDelay(500);
    }
}

void taskFunc2(void *args)                                  /* 任务2执行函数 */
{
    while (1)
    {
        printf("Task2...");
        vTaskDelay(500);
    }
    
}



extern void xPortSysTickHandler(void);
void        SysTick_Handler(void)
{
    if(xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
    {
        xPortSysTickHandler();
    }
}

freertos_demo.h

#ifndef __FREERTOS_DEMO_H
#define __FREERTOS_DEMO_H

/* 任务相关 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

/* 1. 启动操作系统 */
void FreeRTOS_Start(void);

#endif

FreeRTOSConfig.h

/*
 * FreeRTOS V202212.01
 * Copyright (C) 2020 Amazon.com, Inc. or its affiliates.  All Rights Reserved.
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
 * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
 * the Software without restriction, including without limitation the rights to
 * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of
 * the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,
 * subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
 * copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
 * FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR
 * COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER
 * IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
 * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 *
 * https://www.FreeRTOS.org
 * https://github.com/FreeRTOS
 *
 */

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H

/*-----------------------------------------------------------
 * Application specific definitions.
 *
 * These definitions should be adjusted for your particular hardware and
 * application requirements.
 *
 * THESE PARAMETERS ARE DESCRIBED WITHIN THE 'CONFIGURATION' SECTION OF THE
 * FreeRTOS API DOCUMENTATION AVAILABLE ON THE FreeRTOS.org WEB SITE.
 *
 * See http://www.freertos.org/a00110.html
 *----------------------------------------------------------*/

#define configUSE_PREEMPTION		1
#define configUSE_IDLE_HOOK			0
#define configUSE_TICK_HOOK			0
#define configCPU_CLOCK_HZ			( ( unsigned long ) 72000000 )
#define configTICK_RATE_HZ			( ( TickType_t ) 1000 )
#define configMAX_PRIORITIES		( 5 )
#define configMINIMAL_STACK_SIZE	( ( unsigned short ) 128 )
#define configTOTAL_HEAP_SIZE		( ( size_t ) ( 17 * 1024 ) )
#define configMAX_TASK_NAME_LEN		( 16 )
#define configUSE_TRACE_FACILITY	0
#define configUSE_16_BIT_TICKS		0
#define configIDLE_SHOULD_YIELD		1


/* 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	0
#define INCLUDE_vTaskSuspend			1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil			1
#define INCLUDE_vTaskDelay				1

/* This is the raw value as per the Cortex-M3 NVIC.  Values can be 255
(lowest) to 0 (1?) (highest). */
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		255
/* !!!! configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY must not be set to zero !!!!
See http://www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html. */
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 	191 /* equivalent to 0xb0, or priority 11. */


/* This is the value being used as per the ST library which permits 16
priority values, 0 to 15.  This must correspond to the
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY setting.  Here 15 corresponds to the lowest
NVIC value of 255. */
#define configLIBRARY_KERNEL_INTERRUPT_PRIORITY	15

#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

/* 最基本的配置 */
// 其实也就是中断处理函数
#define xPortPendSVHandler                  PendSV_Handler      /* 用于任务的上下文切换和延后处理，主要用于rtos */
#define vPortSVCHandler                     SVC_Handler         /* 用于操作系统的调用，提供操作系统服务接口 */
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState      1                   /* 用于包含获取调度器状态的开关 */

/* 和任务相关的配置 */
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION    1                   /* 动态创建任务API的开关 */
// #define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION     1                   /* 静态创建任务API的开关 */

6. 运行

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