uC/OS-III移植到STM32F103

                 **广西河池学院广西高校重点实验室培训基地系统控制与信息处理重点实验室本篇文章来自河池学院：OpenWRT无线路由组写作时间：2021年07月22日**

uC/OS-III移植到STM32F103

4.4新建一个工程文件夹

本教程以uC/OS-III移植到正点原子STM31F103为例，首先将一个STM32的例程文件夹重命名为“STM32_UCOSIII_LED”，先以最基础的点亮LED例程来验证。
图1-1新建工程文件

4.2 向工程中添加相应的文件

（1）下载Micrium官方移植源码，http://micrium.com/
百度网盘文件可直接下载：
链接：https://pan.baidu.com/s/1oMy2YT2G6PjGYHhkl1Po_g
提取码：dg05
下载好以后我们打开这个“Micrium官方移植”->Sofeware的文件夹，可以看到这里只有四个子文件夹，选择“uC-xxx”的三个文件夹copy到我们所建立的工程文件夹“STM32_UCOSIII_LED”中。
（2）新建“APP”、“BSP”两个空文件夹。

图1-2.1复制UCOSIII相关文件到工程中
（3）向BSP添加文件
复制官方移植好的工程中的相关文件到BSP中，路径：
Micrium官方移植\Software\EvalBoards\Micrium\uC-Eval-STM32F107\BSP

图1-2.2向BSP添加文件
（4）向APP添加文件
复制官方移植好的工程中的相关文件到BSP中，路径：
Micrium官方移植\Software\EvalBoards\Micrium\uC-Eval-STM32F107\uCOS-III

图1-2.3向APP添加文件

4.3向工程中添加分组以及相应的头文件路径

（1）向工程中添加分组以及文件
打开KEIL工程，新建如下图的分组。

图1-3.1工程添加分组
工程中分组建立完成后，向新建的各个分组添加相应的文件，要选择“All files”全部添加。

图1-3.2向工程中添加分组以及文件
1、APP分组的路径:
STM32_UCOSIII_LED\APP；
2、BSP分组的路径:
STM32_UCOSIII_LED\BSP；
3、UCOSIII-LIB分组的路径:
STM32_UCOSIII_LED\uC-LIB（包括Port文件夹的 STM32_UCOSIII_LED\uC-LIB\Ports\ARM-Cortex-M3\RealView）；
3、UCOSIII-CPU分组的路径:
STM32_UCOSIII_LED\uC-CPU（包括ARM-Cortex-M3文件夹的 STM32_UCOSIII_LED\uC-CPU\ARM-Cortex-M3\RealView）；
4、UCOSIII-Source分组的路径:
STM32_UCOSIII_LED\uCOS-III\Source
6、UCOSIII_Port分组的路径: STM32_UCOSIII_LED\uCOS-III\Ports\ARM-Cortex-M3\Generic\RealView
（2）添加相应的头文件路径

图1-3.3添加相应的头文件路径

4.4具体的工程文件修改

4.4.1删除main.c文件
因为APP文件夹中的app.c文件包含main函数，所以打开USR文件夹，删除main.c文件。

4.4.2修改bsp.c和bsp.h文件
bsp.h以及includes.h文件中，源码中使用的头文件是#include <stm32f10x_lib.h>，将其改成我们使用的库函数头文件#include <stm32f10x.h>。在bsp.h文件中添加我们要使用的板级驱动头文件，如#include<led.h>、#include<usart.h>

includes.h:
bsp.h:(注释掉不使用的一些头文件)

将bsp.c中的BSP_Init（）函数的内容删掉（因为我并没有使用BSP部分函数），在里面添加自己写的外设初始化函数，如LED_Init()，将该文件中没有用到的函数都删掉。

添加时钟周期数转换为us所需要的代码：

#define  BSP_REG_DEM_CR                           (*(CPU_REG32 *)0xE000EDFC) //DEMCR寄存器
#define  BSP_REG_DWT_CR                           (*(CPU_REG32 *)0xE0001000)    //DWT控制寄存器
#define  BSP_REG_DWT_CYCCNT                       (*(CPU_REG32 *)0xE0001004)    //DWT时钟计数寄存器
#define  BSP_REG_DBGMCU_CR                        (*(CPU_REG32 *)0xE0042004)//DEMCR寄存器的第24位,如果要使用DWT ETM ITM和TPIU的话DEMCR寄存器的第24位置1
#define  BSP_BIT_DEM_CR_TRCENA                    DEF_BIT_24            //DWTCR寄存器的第0位,当为1的时候使能CYCCNT计数器,使用CYCCNT之前应当先初始化
#define  BSP_BIT_DWT_CR_CYCCNTENA                 DEF_BIT_00

//CPU_TS32_to_uSec（）和CPU_TS64_to_uSec（）是将读取到时钟周期数，转换为us
#if (CPU_CFG_TS_32_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U  CPU_TS32_to_uSec (CPU_TS32  ts_cnts)
{CPU_INT64U  ts_us;CPU_INT64U  fclk_freq;fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();ts_us     = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);return (ts_us);
}
#endif#if (CPU_CFG_TS_64_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U  CPU_TS64_to_uSec (CPU_TS64  ts_cnts)
{CPU_INT64U  ts_us;CPU_INT64U  fclk_freq;fclk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();ts_us     = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);return (ts_us);
}
#endif

4.4.3、修改os_cpu_a.asm文件（UCOSIII-Port分组）
SysTick_Handler和PendSV_Handler两个函数：
SysTick_Handler是滴答定时器中断，这个中断相当于操作系统的心脏，在它的中断服务函数中，提供进程/任务的上下文切换和任务调度的工作；
PendSV_Handler函数作用是当操作系统（OS）检测到某IRQ正在活动，并且被SysTick抢占，它将触发一个PendSV异常，以便缓期执行上下文切换。
打开os_cpu_a.s文件，将OS_CPU_PendSVHandler修改为PendSV_Handler

添加任务切换器，任务级切换以及中断级切换的代码
代码如下:

;任务级切换，从任务A切换到任务B
OSCtxSwLDR     R0, =NVIC_INT_CTRL    ; Trigger the PendSV exception (causes context switch)LDR     R1, =NVIC_PENDSVSETSTR     R1, [R0]BX      LR;中断级切换，从中断退出时切换到一个任务时，从中断切换到任务时，CPU的寄存器入栈工作已完成，无需做第二次
OSIntCtxSwLDR     R0, =NVIC_INT_CTRL       ; Trigger the PendSV exception (causes context switch)LDR     R1, =NVIC_PENDSVSETSTR     R1, [R0]BX      LR

修改系统优先级寄存器4

打开stm32f10x_it.c文件（USER分组中），注释掉PendSV_Handler（）以及SysTick_Handler()函数；

4.4.4修改os_cpu_c.c文件（UCOSIII-Port分组）
在os_cpu_c.c文件中，添加#include <includes.h>头文件

4.4.5修改sys.h文件（SYSTEM分组）
定义系统文件支持UCOS,将0改为1；

4.4.6 修改os_cfg_app.h文件（UCOSIII-Source）
根据自己需要修改系统任务的优先级，一般情况下，系统任务的优先级(由高到低)：
中断服务管理任务–>时钟节拍任务–>定时任务->统计任务–>空闲任务

4.5测试验证移植

APP分组中的main函数全部删除替换，使用LED以及串口测试移植是否成功，代码如下：

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "includes.h"
/************************************************ALIENTEK战舰STM32开发板UCOS实验技术支持：www.openedv.com淘宝店铺：http://eboard.taobao.com 关注微信公众平台微信号："正点原子"，免费获取STM32资料。广州市星翼电子科技有限公司  作者：正点原子 @ALIENTEK
************************************************///UCOSIII中以下优先级用户程序不能使用，ALIENTEK
//将这些优先级分配给了UCOSIII的5个系统内部任务
//优先级0：中断服务服务管理任务 OS_IntQTask()
//优先级1：时钟节拍任务 OS_TickTask()
//优先级2：定时任务 OS_TmrTask()
//优先级OS_CFG_PRIO_MAX-2（倒数第二）：统计任务 OS_StatTask()
//优先级OS_CFG_PRIO_MAX-1（最后一个）：空闲任务 OS_IdleTask()
//技术支持：www.openedv.com
//淘宝店铺：http://eboard.taobao.com
//广州市星翼电子科技有限公司
//作者：正点原子 @ALIENTEK//任务优先级
#define START_TASK_PRIO     3
//任务堆栈大小
#define START_STK_SIZE      512
//任务控制块   用来保存任务的信息
OS_TCB StartTaskTCB;
//任务堆栈  用来在切换任务和调用其他函数的时候保存现场，每个任务都应该有自己的堆栈
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
//任务函数
void start_task(void *p_arg);//任务优先级
#define LED0_TASK_PRIO      4
//任务堆栈大小
#define LED0_STK_SIZE       128
//任务控制块
OS_TCB Led0TaskTCB;
//任务堆栈
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
void led0_task(void *p_arg);//任务优先级
#define LED1_TASK_PRIO      5
//任务堆栈大小
#define LED1_STK_SIZE       128
//任务控制块
OS_TCB Led1TaskTCB;
//任务堆栈
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
//任务函数
void led1_task(void *p_arg);//任务优先级
#define FLOAT_TASK_PRIO     6
//任务堆栈大小
#define FLOAT_STK_SIZE      128
//任务控制块
OS_TCB  FloatTaskTCB;
//任务堆栈
__align(8) CPU_STK  FLOAT_TASK_STK[FLOAT_STK_SIZE];
//任务函数
void float_task(void *p_arg);int main(void)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();delay_init();       //延时初始化NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断分组配置uart_init(115200);    //串口波特率设置LED_Init();         //LED初始化OSInit(&err);      //*初始化UCOSIIIOS_CRITICAL_ENTER();//*进入临界区//*创建开始任务,使用OSTaskCreate函数创建任务必须让OS_CRITICAL_ENTER()进入临界区，任务创建完后OS_CRITICAL_ENTER()退出临界区OSTaskCreate((OS_TCB    * )&StartTaskTCB,       //任务控制块(CPU_CHAR    * )"start task",        //任务名字(OS_TASK_PTR )start_task,             //任务函数(void     * )0,                   //传递给任务函数的参数(OS_PRIO      )START_TASK_PRIO,     //任务优先级(CPU_STK   * )&START_TASK_STK[0],    //任务堆栈基地址(CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE/10,   //任务堆栈深度限位，，通常为堆栈大小的1/10，用来检测堆栈是否为空(CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE,       //任务堆栈大小(OS_MSG_QTY  )0,                    //任务内部消息队列能够接收的最大消息数目,为0时禁止接收消息(OS_TICK   )0,                   //当使能时间片轮转时的时间片长度，为0时为默认长度，(void      * )0,                   //用户补充的存储区(OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, //任务选项(OS_ERR  * )&err);               //存放该函数错误时的返回值OS_CRITICAL_EXIT();   //*退出临界区     OSStart(&err);  //*开启UCOSIII,使用OSStart()之前一定要至少创建一个任务，在调用OSSInit()函数初始化时已经创建一个空闲任务了while(1);
}//开始任务函数
void start_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();p_arg = p_arg;CPU_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err);    //统计任务
#endif#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN        //如果使能了测量中断关闭时间CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
#endif#if   OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN  //当使用时间片轮转的时候//使能时间片轮转调度功能,时间片长度为1个系统时钟节拍，既1*5=5msOSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,1,&err);
#endif      OS_CRITICAL_ENTER();    //进入临界区//创建LED0任务OSTaskCreate((OS_TCB   * )&Led0TaskTCB,        (CPU_CHAR   * )"led0 task",         (OS_TASK_PTR )led0_task,            (void       * )0,                   (OS_PRIO      )LED0_TASK_PRIO,     (CPU_STK   * )&LED0_TASK_STK[0], (CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE/10, (CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE,        (OS_MSG_QTY  )0,                    (OS_TICK      )0,                   (void       * )0,                   (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,(OS_ERR   * )&err);               //创建LED1任务OSTaskCreate((OS_TCB  * )&Led1TaskTCB,        (CPU_CHAR   * )"led1 task",         (OS_TASK_PTR )led1_task,            (void       * )0,                   (OS_PRIO      )LED1_TASK_PRIO,      (CPU_STK   * )&LED1_TASK_STK[0],    (CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE/10, (CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE,        (OS_MSG_QTY  )0,                    (OS_TICK      )0,                   (void       * )0,               (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, (OS_ERR  * )&err);   //创建浮点测试任务OSTaskCreate((OS_TCB  * )&FloatTaskTCB,       (CPU_CHAR   * )"float test task",       (OS_TASK_PTR )float_task,           (void       * )0,                   (OS_PRIO      )FLOAT_TASK_PRIO,         (CPU_STK   * )&FLOAT_TASK_STK[0],   (CPU_STK_SIZE)FLOAT_STK_SIZE/10,    (CPU_STK_SIZE)FLOAT_STK_SIZE,       (OS_MSG_QTY  )0,                    (OS_TICK      )0,                   (void       * )0,               (OS_OPT      )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR, (OS_ERR  * )&err);                                OS_TaskSuspend((OS_TCB*)&StartTaskTCB,&err);       //挂起开始任务             OS_CRITICAL_EXIT();    //进入临界区
}//led0任务函数
void led0_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;p_arg = p_arg;while(1){LED0=0;OSTimeDlyHMSM(0,0,0,200,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时200msLED0=1;OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时500ms}
}//led1任务函数
void led1_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;p_arg = p_arg;while(1){LED1=~LED1;OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延时500ms}
}//浮点测试任务
void float_task(void *p_arg)
{CPU_SR_ALLOC();static float float_num=0.01;while(1){float_num+=0.01f;OS_CRITICAL_ENTER();  //进入临界区printf("float_num的值为: %.4f\r\n",float_num);OS_CRITICAL_EXIT();       //退出临界区delay_ms(500);           //延时500ms}
}

效果图：LED灯交替闪烁，串口显示数字

附页
参考文献：
[1]正点原子 STM32F1 UCOS开发手册_V2.0
[2]野火EmbedFire [野火]uCOS-III内核实现与应用开发实战指南——基于STM32 20210122