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转rtx操作系统
本章教程为大家将介绍RTX操作系统库方式移植,库方式的移植超级简单,应该是所有RTOS里面最简单的了,仅需简单的两步就可以完成。 本章教程含Cortex-M3内核的STM32F103的移植和Cortex-M4内核的STM32F407移植。 5.1 移植前准备工作说明 5.2 STM32F103移植RTX系统 5.3 STM32F407移植RTX系统 5.4 总结 5.1 移植前准备工作说明 1. RTX系统软件开发平台仅支持MDK,建议使用MDK4.74,因为后面的例子都是以MDK4.74为平台。 2. 找一个简单的工程,最好是跑马灯之类的,越简单越好,我们就在这个简单的工程上面移植即可。 3. 大家使用的简单工程里面不能有Systick,PendSV和SVC三个系统中断的使用,因为RTX系统要使用这三个中断。 |
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5.2 STM32F103移植RTX系统
5.2.1 RTX操作系统移植 首先准备好一个简单的裸机工程模板,工程模板的制作就不做讲解了,这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.1所示(大家也可以制作其它任意的工程模板,不限制): 图5.1 工程模板 |
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u 第2步:添加RTX系统的配置文件,配置文件在MDK的安装目录C:Keil_v474ARMRLRTXConfig
下面,文件名RTX_Conf_CM.c,下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面,并添加到MDK工程上 通过这两步,RTX操作系统的移植就完成了。 |
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5.2.2 RTX操作系统配置说明
RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c,可以看到如下图5.2所示的工程配置向导: 图片:5.4.png 图5.2 RTX的配置向导 |
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Task Configuration
l Number of concurrent running tasks 参数范围0 – 250 表示同时运行的最大任务数,这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数,空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6,就表示用户最多可以创建6个任务。 l Number of tasks with user-provided stack 参数范围0 – 250 表示自定义任务堆栈的任务数,如果这个参数定义为0的话,表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如: Numberof concurrent running tasks = 6 Numberof tasks with user-provided stack = 0 表示允许用户创建6个任务,所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。 Numberof concurrent running tasks = 6 Numberof tasks with user-provided stack = 3 表示允许用户创建6个任务,其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小,另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。 l Task statck size 表示系统分配的任务堆栈大小,单位字节。 l Check for the stack overflow 选择是否使能任务堆栈监测,选上单选框表示使能,取消单选框表示禁能。 l Run in privileged mode 选择是否使能特权级模式,选上单选框表示使能任务工作在特权级模式,取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。 u Tick Timer Configuration l Hardware timer CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器,因为M3/M4内核带有滴答定时器,一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。 PeripheralTimer 表示使用外设定时器。 l Timer clock value 表示定时器主频,单位Hz。 l Timer tick value 表示系统时钟节拍周期,单位us。 u System Configuration l Round-Robin Task switching 选择是否使能时间片调度,选上单选框表示使能时间片调度,取消单选框表示不使用时间片调度。 l Round-Robin Timeout [ticks] 范围1 – 1000。 表示时间片的大小,单位是系统时钟节拍个数。 l Number of user timers 范围1 – 250。 表示用户定时器个数,即软定时器个数。 l ISR FIFO Queue size 表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时,会将请求类型存到此缓冲中。 |
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5.2 STM32F103移植RTX系统
5.2.1 RTX操作系统移植 首先准备好一个简单的裸机工程模板,工程模板的制作就不做讲解了,这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.1所示(大家也可以制作其它任意的工程模板,不限制): 图5.1 工程模板 准备好工程模板后,就可以开始移植了,移植过程比较简单,需要两步就可以完成了: u 第1步:使能RTX u 第2步:添加RTX系统的配置文件,配置文件在MDK的安装目录C:Keil_v474ARMRLRTXConfig 下面,文件名RTX_Conf_CM.c,下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面,并添加到MDK工程上 |
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5.2.2 RTX操作系统配置说明
RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c,可以看到如下图5.2所示的工程配置向导: 图5.2 RTX的配置向导 u Task Configuration l Number of concurrent running tasks 参数范围0 – 250 表示同时运行的最大任务数,这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数,空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6,就表示用户最多可以创建6个任务。 l Number of tasks with user-provided stack 参数范围0 – 250 表示自定义任务堆栈的任务数,如果这个参数定义为0的话,表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如: Numberof concurrent running tasks = 6 Numberof tasks with user-provided stack = 0 表示允许用户创建6个任务,所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。 Numberof concurrent running tasks = 6 Numberof tasks with user-provided stack = 3 表示允许用户创建6个任务,其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小,另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。 l Task statck size 表示系统分配的任务堆栈大小,单位字节。 l Check for the stack overflow 选择是否使能任务堆栈监测,选上单选框表示使能,取消单选框表示禁能。 l Run in privileged mode 选择是否使能特权级模式,选上单选框表示使能任务工作在特权级模式,取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。 u Tick Timer Configuration l Hardware timer CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器,因为M3/M4内核带有滴答定时器,一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。 PeripheralTimer 表示使用外设定时器。 l Timer clock value 表示定时器主频,单位Hz。 l Timer tick value 表示系统时钟节拍周期,单位us。 u System Configuration l Round-Robin Task switching 选择是否使能时间片调度,选上单选框表示使能时间片调度,取消单选框表示不使用时间片调度。 l Round-Robin Timeout [ticks] 范围1 – 1000。 表示时间片的大小,单位是系统时钟节拍个数。 l Number of user timers 范围1 – 250。 表示用户定时器个数,即软定时器个数。 l ISR FIFO Queue size 表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时,会将请求类型存到此缓冲中。 |
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5.2.3 RTX操作系统应用实例
通过上面对RTX操作系统的配置讲解,这里将其修改为如下图5.3所示的配置: 图5.3 RTX的配置向导 相对默认配置,修改了上图红色箭头所示的三个地方: 1. 任务运行在特权级模式。 2. 滴答定时器主频72MHz,这个也是STM32F103的主频。 3. 系统时钟节拍周期1ms。 修改好配置后,在main.c文件中添加如下代码,代码中简单的创建了两个用户任务: AppTaskLED任务 :LED闪烁。 AppTaskStart任务:启动任务,也是最高优先级任务,这里实现LED闪烁。 |
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#include "bsp.h" /* 底层硬件驱动 */
#include "RTL.h" /* ********************************************************************************************************** 函数声明 ********************************************************************************************************** */ static void AppTaskCreate (void); __task void AppTaskLED(void); __task void AppTaskStart(void); /* ********************************************************************************************************** 变量 ********************************************************************************************************** */ static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8]; /* 任务栈 */ static uint64_t AppTaskStartStk[512/8]; /* 任务栈 */ /* 任务句柄 */ OS_TID HandleTaskLED = NULL; /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: 标准c程序入口。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ int main (void) { /* 初始化外设 */ bsp_Init(); /* 创建启动任务 */ os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */ 2, /* 任务优先级 */ &AppTaskStartStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ while(1); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskLED * 功能说明: LED闪烁 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 * 优 先 级: 1 (数值越小优先级越低,这个跟uCOS相反) ********************************************************************************************************* */ __task void AppTaskLED(void) { while(1) { bsp_LedToggle(2); bsp_LedToggle(3); os_dly_wait(200); } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskStart * 功能说明: 启动任务,也就是最高优先级任务。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 * 优 先 级: 2 ********************************************************************************************************* */ __task void AppTaskStart(void) { AppTaskCreate(); while(1) { bsp_LedToggle(1); bsp_LedToggle(4); os_dly_wait(500); } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskCreate * 功能说明: 创建应用任务 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void AppTaskCreate (void) { HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */ 1, /* 任务优先级 */ &AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ } |
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按照第三章的3.4小节中介绍的调试方法,可以看到如下图5.4所示的任务执行状态:
图5.4 RTX的调试信息组件 除了创建的两个用户任务以外,还有空闲任务,这个任务是系统创建的。至此,RTX的库方式移植的工程就可以运行了。 |
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5.3 STM32F407移植RTX系统
5.3.1 RTX操作系统移植 首先准备好一个简单的裸机工程模板,工程模板的制作就不做讲解了,这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.5所示(大家也可以制作其它任意的工程模板,不限制): 图5.5 工程模板 准备好工程模板后,就可以开始移植了,移植过程比较简单,需要两步就可以完成了: |
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第1步:使能RTX
u 第2步:添加RTX系统的配置文件,配置文件在MDK的安装目录C:Keil_v474ARMRLRTXConfig 下面,文件名RTX_Conf_CM.c,下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面,并添加到MDK工程上 通过这两步,RTX操作系统的移植就完成了。 |
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5.3.2 RTX操作系统配置说明
RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c,可以看到如下图5.6所示的工程配置向导: 图5.6 RTX的配置向导 u Task Configuration l Number of concurrent running tasks 参数范围0 – 250 表示同时运行的最大任务数,这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数,空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6,就表示用户最多可以创建6个任务。 l Number of tasks with user-provided stack 参数范围0 – 250 表示自定义任务堆栈的任务数,如果这个参数定义为0的话,表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如: Numberof concurrent running tasks = 6 Numberof tasks with user-provided stack = 0 表示允许用户创建6个任务,所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。 Numberof concurrent running tasks = 6 Numberof tasks with user-provided stack = 3 表示允许用户创建6个任务,其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小,另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。 l Task statck size 表示系统分配的任务堆栈大小,单位字节。 l Check for the stack overflow 选择是否使能任务堆栈监测,选上单选框表示使能,取消单选框表示禁能。 l Run in privileged mode 选择是否使能特权级模式,选上单选框表示使能任务工作在特权级模式,取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。 u Tick Timer Configuration l Hardware timer CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器,因为M3/M4内核带有滴答定时器,一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。 PeripheralTimer 表示使用外设定时器。 l Timer clock value 表示定时器主频,单位Hz。 l Timer tick value 表示系统时钟节拍周期,单位us。 u System Configuration l Round-Robin Task switching 选择是否使能时间片调度,选上单选框表示使能时间片调度,取消单选框表示不使用时间片调度。 l Round-Robin Timeout [ticks] 范围1 – 1000。 表示时间片的大小,单位是系统时钟节拍个数。 l Number of user timers 范围1 – 250。 表示用户定时器个数,即软定时器个数。 l ISR FIFO Queue size 表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时,会将请求类型存到此缓冲中。 |
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5.3.3 RTX操作系统应用实例
通过上面对RTX操作系统的配置讲解,这里将其修改为如下图5.7所示配置: 图5.7 RTX的配置向导 相对默认配置,修改了上图红色箭头所示的三个地方: 1. 任务运行在特权级模式。 2. 滴答定时器主频168MHz,这个也是STM32F407的主频。 3. 系统时钟节拍周期1ms。 修改好配置后,在main.c文件中添加如下代码,代码中简单的创建了两个用户任务: AppTaskLED任务 :LED闪烁。 AppTaskStart任务:启动任务,也是最高优先级任务,这里实现LED闪烁。 |
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#include "bsp.h" /* 底层硬件驱动 */
#include "RTL.h" /* ********************************************************************************************************** 函数声明 ********************************************************************************************************** */ static void AppTaskCreate (void); __task void AppTaskLED(void); __task void AppTaskStart(void); /* ********************************************************************************************************** 变量 ********************************************************************************************************** */ static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8]; /* 任务栈 */ static uint64_t AppTaskStartStk[512/8]; /* 任务栈 */ /* 任务句柄 */ OS_TID HandleTaskLED = NULL; /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: 标准c程序入口。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ int main (void) { /* 初始化外设 */ bsp_Init(); /* 创建启动任务 */ os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */ 2, /* 任务优先级 */ &AppTaskStartStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ while(1); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskLED * 功能说明: LED闪烁 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 * 优 先 级: 1 (数值越小优先级越低,这个跟uCOS相反) ********************************************************************************************************* */ __task void AppTaskLED(void) { while(1) { bsp_LedToggle(2); bsp_LedToggle(3); os_dly_wait(200); } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskStart * 功能说明: 启动任务,也就是最高优先级任务。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 * 优 先 级: 2 ********************************************************************************************************* */ __task void AppTaskStart(void) { AppTaskCreate(); while(1) { bsp_LedToggle(1); bsp_LedToggle(4); os_dly_wait(500); } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskCreate * 功能说明: 创建应用任务 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void AppTaskCreate (void) { HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */ 1, /* 任务优先级 */ &AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ } |
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按照第三章的3.4小节中介绍的调试方法,可以看到如下图5.8所示的任务执行状态:
图5.8 RTX的调试信息组件 除了创建的两个用户任务以外,还有空闲任务,这个任务是系统创建的。至此,RTX的库方式移植的工程就可以运行了。 |
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5.4 总结
本章节为大家讲解了库移植方法,移植比较简单。另一个重要内容是系统配置向导文件的说明,这个比较重要,初学者要好好熟悉下。 |
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