【国民技术N32项目移植】自行车码表项目 3.系统移植

2023-2-15 17:06:44 460

移植freeRTOS

1.下载freeRTOS，解压后获取文件夹 FreeRTOSv9.0.0,在项目目录下新建FreeRTOS文件夹，用来存放OS源码。复制 FreeRTOSv9.0.0 下 Source 目录中的全部文件到新建的FreeRTOS文件夹，如图：

2.把 portable\RVDS\ARM_CM4F 中的文件放置在 portable 下，这里选择 portable\MemMang 下的 heap_4 方式放置于 portable 下，删除 portable 下的其余文件：

3.新建 FreeRTOSConfig.h文件，可以从demo中复制，或者自行按需配置，这里作以下配置：

#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
 *----------------------------------------------------------*/

/* Ensure stdint is only used by the compiler, and not the assembler. */
#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
	#include <stdint.h>
	extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif

/************************************************************************
 *               FreeRTOS基础配置配置选项 
 *********************************************************************/
/* 置1：RTOS使用抢占式调度器；置0：RTOS使用协作式调度器（时间片）
 * 
 * 注：在多任务管理机制上，操作系统可以分为抢占式和协作式两种。
 * 协作式操作系统是任务主动释放CPU后，切换到下一个任务。
 * 任务切换的时机完全取决于正在运行的任务。
 */
#define configUSE_PREEMPTION			1
#define configCPU_CLOCK_HZ				( SystemCoreClock )
#define configTICK_RATE_HZ				( ( TickType_t ) 1000 )

//可使用的最大优先级
#define configMAX_PRIORITIES			( 5 )

//空闲任务使用的堆栈大小
#define configMINIMAL_STACK_SIZE		( ( unsigned short ) 130 )

//任务名字字符串长度
#define configMAX_TASK_NAME_LEN			( 10 )
#define configUSE_TRACE_FACILITY		1

 //系统节拍计数器变量数据类型，1表示为16位无符号整形，0表示为32位无符号整形
#define configUSE_16_BIT_TICKS			0

//空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务
#define configIDLE_SHOULD_YIELD			1

//使用互斥信号量
#define configUSE_MUTEXES				0

//启用队列
#define configUSE_QUEUE_SETS            0

//使用递归互斥信号量                                            
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES		0

//为1时使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES	1


// 设置可以注册的信号量和消息队列个数
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE		8
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG	0

#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS	0

/*****************************************************************
              FreeRTOS与内存申请有关配置选项                                               
*****************************************************************/
//支持动态内存申请
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION        1    
//支持静态内存
#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION			0					
//系统所有总堆堆大小
#define configTOTAL_HEAP_SIZE					((size_t)(60*1024))   

/***************************************************************
             FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项                                            
**************************************************************/
/* 置1：使用空闲钩子（Idle Hook类似于回调函数）；置0：忽略空闲钩子
 * 
 * 空闲任务钩子是一个函数，这个函数由用户来实现，
 * FreeRTOS规定了函数的名字和参数：void vApplicationIdleHook(void )，
 * 这个函数在每个空闲任务周期都会被调用
 * 对于已经删除的RTOS任务，空闲任务可以释放分配给它们的堆栈内存。
 * 因此必须保证空闲任务可以被CPU执行
 * 使用空闲钩子函数设置CPU进入省电模式是很常见的
 * 不可以调用会引起空闲任务阻塞的API函数
 */
#define configUSE_IDLE_HOOK				1
/* 置1：使用时间片钩子（Tick Hook）；置0：忽略时间片钩子
 * 
 * 
 * 时间片钩子是一个函数，这个函数由用户来实现，
 * FreeRTOS规定了函数的名字和参数：void vApplicationTickHook(void )
 * 时间片中断可以周期性的调用
 * 函数必须非常短小，不能大量使用堆栈，
 * 不能调用以”FromISR" 或 "FROM_ISR”结尾的API函数
 */
 /*xTaskIncrementTick函数是在xPortSysTickHandler中断函数中被调用的。
   因此，vApplicationTickHook()函数执行的时间必须很短才行*/
#define configUSE_TICK_HOOK				0
//使用内存申请失败钩子函数
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK	0
/*
 * 大于0时启用堆栈溢出检测功能，如果使用此功能 
 * 用户必须提供一个栈溢出钩子函数，如果使用的话
 * 此值可以为1或者2，因为有两种栈溢出检测方法 */
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW	0

/********************************************************************
                FreeRTOS与协程有关的配置选项                                                
*********************************************************************/
//启用协程，启用协程以后必须添加文件croutine.c
#define configUSE_CO_ROUTINES 			          0                 
//协程的有效优先级数目
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES       ( 2 )    

/***********************************************************************
                FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项      
**********************************************************************/
 //启用软件定时器
#define configUSE_TIMERS				1
//软件定时器优先级
#define configTIMER_TASK_PRIORITY		( 2 )
//软件定时器队列长度
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH		10
//软件定时器任务堆栈大小
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH	( configMINIMAL_STACK_SIZE * 2 )

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

/******************************************************************
            FreeRTOS与中断有关的配置选项                                                 
******************************************************************/
#ifdef __NVIC_PRIO_BITS
	/* __BVIC_PRIO_BITS will be specified when CMSIS is being used. */
	#define configPRIO_BITS       		__NVIC_PRIO_BITS
#else
	#define configPRIO_BITS       		4        /* 15 priority levels */
#endif

/* The lowest interrupt priority that can be used in a call to a "set priority"
function. */
//中断最低优先级 GD32 这里配置了（0~15）16个优先级，所以最低为15
#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY			0xf

/* The highest interrupt priority that can be used by any interrupt service
routine that makes calls to interrupt safe FreeRTOS API functions.  DO NOT CALL
INTERRUPT SAFE FREERTOS API FUNCTIONS FROM ANY INTERRUPT THAT HAS A HIGHER
PRIORITY THAN THIS! (higher priorities are lower numeric values. */
//系统可管理的最高中断优先级，低于此值的将不受RTOS管理
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY	5

/* Interrupt priorities used by the kernel port layer itself.  These are generic
to all Cortex-M ports, and do not rely on any particular library functions. */
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )
/* !!!! 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 	( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )
	
/* Normal assert() semantics without relying on the provision of an assert.h
header file. */
#define configASSERT( x ) if( ( x ) == 0 ) { taskDISABLE_INTERRUPTS(); for( ;; ); }	
	
/* Definitions that map the FreeRTOS port interrupt handlers to their CMSIS
standard names. */
#define vPortSVCHandler SVC_Handler
#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler
#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler

#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

4.在工程中添加组 FreeRTOS 并加入其源文件，方便修改添加所有头文件的路径。为了方便修改，这里把 FreeRTOSConfig.h 也添加到组内：

5.基本文件已经添加完毕，编译一下。一般会出现SVC_Handler、

SysTick_Handler相关错误，这里没有报，检查了下 n32g45xit.c 里已经修改过：

#if NO_RTOS == 1 void SVC_Handler(void) { } #endif

#if NO_RTOS == 1 void SysTick_Handler(void) { } #endif

6。至此，freertos移植完毕，可自行添加代码测试：

TaskHandle_t StarTaskHandle;
#define starTask_SckDep 	60
#define starTask_Prior		3
void SystemStar_Init(void)
{
	SetSysClock_HSE_PLL(RCC_PLL_MUL_18);    ///配置系统时钟源为外部高速时钟	
	RCC_ConfigPclk1(RCC_HCLK_DIV4);
	ILI9341_Init();
	vTaskDelete(StarTaskHandle);
}

TaskHandle_t Task1_TFTColorFill;
#define Task1_SckDep 	100
#define Task1_Prior		3
void TFTColorFill()
{
	for(;;)
	{
		lcd_fill(COLOR_YELLOW);
		vTaskDelay(1000);
		lcd_fill(COLOR_RED);
		vTaskDelay(1000);
	}
}


int main(void)
{
	xTaskCreate((TaskFunction_t)SystemStar_Init,"StarTask",starTask_SckDep,NULL,starTask_Prior,&StarTaskHandle);
	xTaskCreate((TaskFunction_t)TFTColorFill,"Task1",Task1_SckDep,NULL,Task1_Prior,&Task1_TFTColorFill);
	vTaskStartScheduler();
	
	while(1)
		;	
}

LVGL移植

首先，下载LVGL源码，

1.在工程中新建LVGL文件夹，从下载文件中找出下列文件并复制到新建文件夹

2.重命名porting下的所有文件，

重命名 lv_conf_template.h 为 lv_conf.h

3.在工程中新建LVGL分组并添加LVGL下所有源文件和配置头文件路径，打开 lv_conf.h，这里把开始几行的if 0改为if 1

#if 1 /*Set it to "1" to enable content*/

#ifndef LV_CONF_H
#define LV_CONF_H
/* clang-format off */

#include <stdint.h>

同理，lv_port_disp.c 中改为

#if 1

/*********************
 *      INCLUDES
 *********************/
#include "lv_port_disp.h"

lv_port_disp.h 中改为

#if 1

#ifndef LV_PORT_DISP_H
#define LV_PORT_DISP_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*********************
 *      INCLUDES
 *********************/
#include "../lvgl/lvgl.h"

4.根据项目需要修改 lv_conf.h，比如分辨率，色深，是否含gpu加速、字体等参数。

5.然后打开 lv_port_disp.c ,这个文件里主要用以实现显示刷新，显存暂时采用方式一：

void lv_port_disp_init(void)
{    
    disp_init();
    
    static lv_disp_buf_t disp_buf_1;
    static lv_color_t buf1_1[LV_HOR_RES_MAX * 40];                      /*A buffer for 10 rows*/
    lv_disp_buf_init(&disp_buf_1, buf1_1, NULL, LV_HOR_RES_MAX * 40);
	    

    lv_disp_drv_t disp_drv;                         /*Descriptor of a display driver*/
    lv_disp_drv_init(&disp_drv);                    /*Basic initialization*/

    /*Set up the functions to access to your display*/

    /*Set the resolution of the display*/
    disp_drv.hor_res = LV_HOR_RES_MAX;
    disp_drv.ver_res = LV_VER_RES_MAX;

    /*Used to copy the buffer's content to the display*/
    disp_drv.flush_cb = disp_flush;

    /*Set a display buffer*/
    disp_drv.buffer = &disp_buf_1;

#if LV_USE_GPU
    /*Optionally add functions to access the GPU. (Only in buffered mode, LV_VDB_SIZE != 0)*/

    /*Blend two color array using opacity*/
    disp_drv.gpu_blend_cb = gpu_blend;

    /*Fill a memory array with a color*/
    disp_drv.gpu_fill_cb = gpu_fill;
#endif

    /*Finally register the driver*/
    lv_disp_drv_register(&disp_drv);
}

然后修改 disp_flush 函数：

static void disp_flush(lv_disp_drv_t * disp_drv, const lv_area_t * area, lv_color_t * color_p)
{
	lcd_color_fill(area->x1,area->y1,area->x2,area->y2,(uint16_t*)color_p);
	lv_disp_flush_ready(disp_drv);
}

最后，把LVGL的心跳绑定到freertos的滴答钩子函数上，在 FreeRTOSConfig.h 中修改 configUSE_IDLE_HOOK 为 1 ，然后周期调用 lv_task_handler() 函数，代码如下：

void vApplicationTickHook()
{
	lv_tick_inc(1);     //LVGL心跳
}


static void MeterDisplay_Init(void)
{
    lv_obj_t * scr = lv_scr_act();//获取当前活跃的屏幕对象

    static lv_style_t stytle_title;
    lv_style_init(&stytle_title);
    lv_style_set_text_font(&stytle_title,LV_STATE_DEFAULT,&lv_font_montserrat_14);
    lv_obj_t * title = lv_label_create(lv_scr_act(), NULL);
    lv_style_list_t * list = lv_obj_get_style_list(title, LV_LABEL_PART_MAIN);
    _lv_style_list_add_style(list, &stytle_title);
    lv_obj_refresh_style(title, LV_OBJ_PART_ALL, LV_STYLE_PROP_ALL);
    lv_label_set_text(title, "testing");
}

TaskHandle_t Task2_LVGLTASK;
#define LVGLTask_Prior 		(tskIDLE_PRIORITY + 3)	// lvgl task handel
#define LVGLTask_SckDep 	(512)
void LVGL_TaskHand_Period(void)
{
	TickType_t WaitTime;
	const TickType_t xPeriod = pdMS_TO_TICKS(5);	
	WaitTime = xTaskGetTickCount();	
	
	lv_init();
	lv_port_disp_init();
	MeterDisplay_Init();
    for( ; ; )
	{    
		vTaskDelayUntil(&WaitTime,xPeriod);
		lv_task_handler();
	}
}


int Creat_LVGLTask(void)
{
    
	
    xTaskCreate((TaskFunction_t)LVGL_TaskHand_Period,"LVGLTask",LVGLTask_SckDep,NULL,LVGLTask_Prior,Task2_LVGLTASK);
    return 0;
}

main函数调用测试代码：

int main(void)
{
	xTaskCreate((TaskFunction_t)SystemStar_Init,"StarTask",starTask_SckDep,NULL,starTask_Prior,&StarTaskHandle);
	//xTaskCreate((TaskFunction_t)TFTColorFill,"Task1",Task1_SckDep,NULL,Task1_Prior,&Task1_TFTColorFill);
	Creat_LVGLTask();
	vTaskStartScheduler();
	
	while(1)
		;	
}