基于STM32F103RC移植uc/OS系统
目录
一、获取uc/OS-III源码
二、使用CubeMX创建基础stm32框架
三、文件准备
四、路径添加
五、代码修改
六、成功展示
七、使用Keil仿真逻辑仪观察引脚电平变化
八、参考资料
本文内容:以uc/OS-III为例,将其移植到stm32F103上,构建3个任务(task):其中两个task分别以1s和3s周期对LED等进行点亮-熄灭的控制;另外一个task以2s周期通过串口发送“hello uc/OS! ”。分别使用Keil虚拟仿真逻辑仪和 真实逻辑仪(SaleaeLogic16)抓取LED输出电平和串口通信的波形,进行协议分析。
一、获取uc/OS-III源码
方法一:在官网下载源码:http://micrium.com/downloadcenter/
方法二:使用百度网盘下载:https://pan.baidu.com/s/10RqsDRecbmVteWmDv2oUNQ
提取码:1234
二、使用CubeMX创建基础stm32框架
①配置各个引脚如下,设置GPIO管脚PB0,PB1来观察两个task任务下的led闪烁,并且设置串口USART1,中断不用开启。同时要设置SYS,RCC,以及clock72MHZ
②RCC配置
③配置USART1
④配置SYS
⑤建立工程
到此基础框架就搭建完成了。
三、文件准备
①在下载的源码文件下,新建两个文件夹uC-BSP和uC-CONFIG
②在uC-BSP中新建bsp.c和bsp.h两个空文件
③添加源码,将下图路径所示的8个文件复制粘贴到下图目录中
④将刚刚创建的源码文件夹导入到刚刚创建的cubemx工程目录下
四、路径添加
①打开keil,点击如图所示的小方块,然后添加6个分组
②在各个分组中添加对应文件
BSP:
CONFIG:
SOURCE:
PORT:
CPU:
LIB:
②接下来导入头文件路径
五、代码修改
①修改startup文件
将PendSV_Handler修改为OS_CPU_PendSVHandler
将SysTick_Handler修改为OS_CPU_SysTickHandler
②修改CONFIG/app_cfg.h
将#define APP_CFG_SERIAL_EN DEF_ENABLED修改为#define APP_CFG_SERIAL_EN DEF_DISABLED
将#define APP_TRACE BSP_Ser_Printf修改为#define APP_TRACE (void)
③修改CONFIG/includes.h
在#include<bsp.h>后加上#include “gpio.h”和#include “app_cfg.h”
将#include <stm32f10x_lib.h> 改为 #include “stm32f1xx_hal.h”
④修改BSP/bsp.c和BSP/bsp.h
bsp.c代码如下:
// bsp.c
#include "includes.h"#define DWT_CR *(CPU_REG32 *)0xE0001000
#define DWT_CYCCNT *(CPU_REG32 *)0xE0001004
#define DEM_CR *(CPU_REG32 *)0xE000EDFC
#define DBGMCU_CR *(CPU_REG32 *)0xE0042004#define DEM_CR_TRCENA (1 << 24)
#define DWT_CR_CYCCNTENA (1 << 0)CPU_INT32U BSP_CPU_ClkFreq (void)
{return HAL_RCC_GetHCLKFreq();
}void BSP_Tick_Init(void)
{CPU_INT32U cpu_clk_freq;CPU_INT32U cnts;cpu_clk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();#if(OS_VERSION>=3000u)cnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;#elsecnts = cpu_clk_freq/(CPU_INT32U)OS_TICKS_PER_SEC;#endifOS_CPU_SysTickInit(cnts);
}void BSP_Init(void)
{BSP_Tick_Init();MX_GPIO_Init();
}#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
void CPU_TS_TmrInit (void)
{CPU_INT32U cpu_clk_freq_hz;DEM_CR |= (CPU_INT32U)DEM_CR_TRCENA; /* Enable Cortex-M3's DWT CYCCNT reg. */DWT_CYCCNT = (CPU_INT32U)0u;DWT_CR |= (CPU_INT32U)DWT_CR_CYCCNTENA;cpu_clk_freq_hz = BSP_CPU_ClkFreq();CPU_TS_TmrFreqSet(cpu_clk_freq_hz);
}
#endif#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
CPU_TS_TMR CPU_TS_TmrRd (void)
{return ((CPU_TS_TMR)DWT_CYCCNT);
}
#endif#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
bsp.h代码如下:
// bsp.h
#ifndef __BSP_H__
#define __BSP_H__#include "stm32f1xx_hal.h"void BSP_Init(void);#endif
⑤修改CONFIG/lib_cfg.h
lib_cfg.h里修改堆空间的宏定义,它原本是27K,但这块板子RAM一共才20k,修改为5k
⑥修改usart.c
首先进行参数配置
加入头文件
加入重定向printf函数
/* USER CODE BEGIN 1 */
int fputc(int ch,FILE *f){HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,0xffff);return ch;
}
/* USER CODE END 1 */
⑦修改main.c文件
将main.c文件代码替换为如下代码:
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <includes.h>
#include "stm32f1xx_hal.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* 任务优先级 */
#define START_TASK_PRIO 3
#define LED0_TASK_PRIO 4
#define MSG_TASK_PRIO 5
#define LED1_TASK_PRIO 6/* 任务堆栈大小 */
#define START_STK_SIZE 96
#define LED0_STK_SIZE 64
#define MSG_STK_SIZE 64
#define LED1_STK_SIZE 64/* 任务栈 */
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
CPU_STK MSG_TASK_STK[MSG_STK_SIZE];
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];/* 任务控制块 */
OS_TCB StartTaskTCB;
OS_TCB Led0TaskTCB;
OS_TCB MsgTaskTCB;
OS_TCB Led1TaskTCB;/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* 任务函数定义 */
void start_task(void *p_arg);
static void AppTaskCreate(void);
static void AppObjCreate(void);
static void led_pb0(void *p_arg);
static void send_msg(void *p_arg);
static void led_pb1(void *p_arg);
/* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE END 0 *//*** @brief The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{OS_ERR err;OSInit(&err);HAL_Init();SystemClock_Config();//MX_GPIO_Init(); 这个在BSP的初始化里也会初始化MX_USART1_UART_Init(); /* 创建任务 */OSTaskCreate((OS_TCB *)&StartTaskTCB, /* Create the start task */(CPU_CHAR *)"start task",(OS_TASK_PTR ) start_task,(void *) 0,(OS_PRIO ) START_TASK_PRIO,(CPU_STK *)&START_TASK_STK[0],(CPU_STK_SIZE) START_STK_SIZE/10,(CPU_STK_SIZE) START_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);/* 启动多任务系统,控制权交给uC/OS-III */OSStart(&err); /* Start multitasking (i.e. give control to uC/OS-III). */}void start_task(void *p_arg)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();p_arg = p_arg;/* YangJie add 2021.05.20*/BSP_Init(); /* Initialize BSP functions *///CPU_Init();//Mem_Init(); /* Initialize Memory Management Module */#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 * )"led_pb0", (OS_TASK_PTR )led_pb0, (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 * )"led_pb1", (OS_TASK_PTR )led_pb1, (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MSG任务 */OSTaskCreate((OS_TCB * )&MsgTaskTCB, (CPU_CHAR * )"send_msg", (OS_TASK_PTR )send_msg, (void * )0, (OS_PRIO )MSG_TASK_PRIO, (CPU_STK * )&MSG_TASK_STK[0], (CPU_STK_SIZE)MSG_STK_SIZE/10, (CPU_STK_SIZE)MSG_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
}
/*** 函数功能: 启动任务函数体。* 输入参数: p_arg 是在创建该任务时传递的形参* 返 回 值: 无* 说 明:无*/
static void led_pb0 (void *p_arg)
{OS_ERR err;(void)p_arg;BSP_Init(); /* Initialize BSP functions */CPU_Init();Mem_Init(); /* Initialize Memory Management Module */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err); /* Compute CPU capacity with no task running */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();AppTaskCreate(); /* Create Application Tasks */AppObjCreate(); /* Create Application Objects */while (DEF_TRUE){HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}static void led_pb1 (void *p_arg)
{OS_ERR err;(void)p_arg;BSP_Init(); /* Initialize BSP functions */CPU_Init();Mem_Init(); /* Initialize Memory Management Module */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err); /* Compute CPU capacity with no task running */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();AppTaskCreate(); /* Create Application Tasks */AppObjCreate(); /* Create Application Objects */while (DEF_TRUE){HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}static void send_msg (void *p_arg)
{OS_ERR err;(void)p_arg;BSP_Init(); /* Initialize BSP functions */CPU_Init();Mem_Init(); /* Initialize Memory Management Module */#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0uOSStatTaskCPUUsageInit(&err); /* Compute CPU capacity with no task running */
#endifCPU_IntDisMeasMaxCurReset();AppTaskCreate(); /* Create Application Tasks */AppObjCreate(); /* Create Application Objects */while (DEF_TRUE){printf("hello uc/OS \r\n");OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/* USER CODE BEGIN 4 */
/*** 函数功能: 创建应用任务* 输入参数: p_arg 是在创建该任务时传递的形参* 返 回 值: 无* 说 明:无*/
static void AppTaskCreate (void)
{}/*** 函数功能: uCOSIII内核对象创建* 输入参数: 无* 返 回 值: 无* 说 明:无*/
static void AppObjCreate (void)
{}/* USER CODE END 4 *//*** @brief This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state *//* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef USE_FULL_ASSERT
/*** @brief Reports the name of the source file and the source line number* where the assert_param error has occurred.* @param file: pointer to the source file name* @param line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{ /* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT *//************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
六、成功展示
可以看到两个LED灯分别在以1s和3s为周期进行点亮熄灭
串口以2s为周期发送信息
七、使用Keil仿真逻辑仪观察引脚电平变化
①新建debug.ini文件
直接打开仿真示波器运行时会自动停止,并报错某些地址没有写的权限,此时需要在工程下添加一个文件。
先创建一个TXT文件,并添加以下内容(位置在MDK-ARM下)
map 0x40000000, 0x40007FFF read write // APB1
map 0x40010000, 0x400157FF read write // APB2
map 0x40020000, 0x4007FFFF read write // AHB1
map 0x50000000, 0x50060BFF read write // AHB2
map 0x60000000, 0x60000FFF read write // AHB3
map 0xE0000000, 0xE00FFFFF read write // CORTEX-M4 internal peripherals
然后修改文件后缀为.ini
将文件添加到项目
②点击debug进入调试界面,再点击逻辑分析仪开始分析波形
再点击setup设置串口如下
最后点击全速运行观察波形得出如下:
先看串口输出,一个格子对应1s当经过两个格子即2s串口输出一次信号,对于PB0,在工程中设置的是1s亮1s熄灭,由仿真图可以看出刚好是1s为高电平,1s为低电平。对于PB1,通过数格子可以看到是3s一次高电平,3s一次低电平,与工程中设置3s一次对应。
八、参考资料
STM32F103C8T6移植uCOS基于HAL库_机智的橙子的博客-CSDN博客文章目录一.使用CubeMX建立STM32F103C8T6HAL库二.准备uCOSIII源码三.移植前准备1.为uC-BSP文件夹新建bsp.c和bsp.h文件2.给文件夹uC-CONFIG添加以下文件(从以下路径复制过来)3.将uCOS相关文件复制到HAL工程的MDK-ARM文件夹下四.开始移植1.将uCOS文件添加到项目2.为bsp.c和bsp.h添加代码3.修改main.c文件代码4.修改其余文件部分代码5.参数配置五.运行六.总结七.参考链接一.使用CubeMX建立STM32F103C8T6HALhttps://blog.csdn.net/qq_45659777/article/details/121570886?spm=1001.2014.3001.5501
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