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第5章 RTX操作系统库方式移植(超级简单)

2016-10-2 10:01:37  2981
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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。
1
· 2016-10-2 10:01:56
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

· 2016-10-2 10:16:56
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

· 2016-10-2 10:23:44
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_v474\ARM\RL\RTX\Config
    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。
· 2016-10-2 10:24:06
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

· 2016-10-2 10:24:24
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。
· 2016-10-2 10:32:27
不错,不错,哎呦不错,
· 2016-10-2 11:50:03
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_v474\ARM\RL\RTX\Config
    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

· 2016-10-2 11:50:48
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。
· 2016-10-2 11:51:01
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。
· 2016-10-2 11:51:12
#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 */
}
· 2016-10-2 11:51:28
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。
· 2016-10-2 11:51:42
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:
· 2016-10-2 11:52:01
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_v474\ARM\RL\RTX\Config
    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。
· 2016-10-2 11:52:16
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。
· 2016-10-2 11:52:31
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。
· 2016-10-2 11:52:41
#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 */
}
· 2016-10-2 11:52:57
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。
· 2016-10-2 11:53:12
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。
· 2016-10-2 11:53:35
分享完成,,,,,,,,,,,

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