uC/OS-III系统移植STM32F103C8

本实验是将嵌入式实时操作系统移植入STM32系列开发板，并完成一些基础的指令任务。此次实验采用的芯片为STM32F103C8

一.使用STM32CUBEMX建立STM HEL 库工程

二.准备uC/OS-III源码

三.移植uC/OS-III系统

四.添加、修改文件内容

1.bsp.h和bsp.c

2.启动文件starup_stm32f103xb.s

3.app_cfg.h

4.includes.h

5.lib_cfg.h

6.usart.c

7.参数配置

五.运行

一.使用STM32CUBEMX建立STM HEL 库工程

打开stm32cubemx后新建工程搜索自己的芯片，进入芯片配置界面进行相应配置

以及芯片的输出端口

配置完成后配置工程文件

配置完成后右上角GENERATE CODE生成工程文件并在keil中打开

我们可以先对生成的工程文件尝试调试烧录一下能否正常运行

while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(500);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(500);}/* USER CODE END 3 */

将代码复制到main.c文件中

编译、烧录能使LED灯正常运行即可进行下一步。

二.准备uC/OS-III源码

获取源码可以去官网：http://micrium.com/downloadcenter/ 注册账号后下载

或者通过百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/10RqsDRecbmVteWmDv2oUNQ

提取码：1234

三.移植uC/OS-III系统

打开下载好的文件，将文件中的uc开头的文件复制

粘贴到我们的工程文件的MDK-ARM文件中

然后打开我们的keil工程文件，开始添加工程项目

在打开的窗口中建立六个文件并命名

命名完成后开始给刚才创建的文件添加工程文件

点击CPU 然后点击Add Files,在对应的文件名中找寻工程文件

添加完这三个之后打开ARM-Cortex-M3中的RealView中继续添加文件

完成后关闭

可以看到右侧文件添加成功

然后添加LIB的文件，同样打开对应名称的的下载文件，这里除了Ports文件夹不添加，下列的文件都需要添加

添加完成后打开Ports文件中的RealView中继续添加文件

完成后关闭

接下来是PORT文件，按照下列路径打开文件

然后将文件夹里的文件全部添加

添加完成后关闭

然后到SOURCE文件，按照下列路径打开文件

将文件夹里的文件全部添加

完成后关闭

然后是CONFIG文件，打开对应名称文件夹，添加文件夹中的全部文件

完成后关闭

最后是BSP文件，同样是打开对应名称的文件夹添加里面的全部文件

完成之后关闭

最后一步，检查每个文件是否添加有误，确认无误后点击ok保存

可以看到工程项目文件已经添加

完成之后我们还要更改头文件路径

在弹出的界面中点击右上角添加，然后点击省略号，找到对应的文件并选择

添加完成之后ok保存

四.添加、修改文件内容

1.bsp.h和bsp.c

找到BSP文件，在bsp.h和bsp.c文件中添加代码

bsp.h

// bsp.h
#ifndef  __BSP_H__
#define  __BSP_H__#include "stm32f1xx_hal.h"void BSP_Init(void);#endif

bsp.c

// 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

2.启动文件starup_stm32f103xb.s

打开starup_stm32f103xb.s文件，找到PendSV_Handler和和SysTick_Handler，将其中的“_”删除并增加前缀“OS_CPU_”，如下图

3.app_cfg.h

修改文件夹中的内容为

#define  APP_CFG_SERIAL_EN                          DEF_DISABLED

和

#define  APP_TRACE(void)

4.includes.h

修改内容成

#include  <bsp.h>
#include"gpio.h"
#include"app_cfg.h"

和

#include "stm32f1xx_hal.h"

5.lib_cfg.h

打开lib_cfg.h文件修改堆栈大小，因为我的stm32f103c8芯片RAM只有20K，所以改小一点

6.usart.c

由于我们的main函数中使用了printf函数，所以要在usart.c文件中完成对printf重定向

/* 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 */

别忘了加上头文件stdio.h不然识别不了file。

7.参数配置

五.运行

我们要完成几个任务来试试其运行可行性

任务一：间隔两秒发送hello uc/OS! 欢迎来到RTOS多任务环境

任务二：控制led灯间隔三秒切换状态

修改main.c内容

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <includes.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_pc13(void *p_arg);
static  void  send_msg(void *p_arg);
static  void  led_pa3(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_pc13",        (OS_TASK_PTR )led_pc13,             (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_pa3",         (OS_TASK_PTR )led_pa3,          (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_pc13 (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(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,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_pa3 (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(GPIOA,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_3,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! 欢迎来到RTOS多任务环境（天外来戊） \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****/

修改gpio.c中的代码，使用添加初始化pa3

void MX_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);/*Configure GPIO pin : PC13|PA3 */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);}

完成后烧录运行即可