START: Создание проекта с STM32 Cube MX и FreeRTOS для Atollic TrueSTUDIO

   Для начала работы с FreeRTOS рассмотрим инструменты и компоненты, которые нам понадобятся в процессе работы.

     В цикле примеров по FreeRTOS я буду использовать:

     1) (IDE) TrueSTUDIO вместо привычного, Keil uVision 5

     2) STM32CubeMX

     3) CodeIN alfa

     TrueSTUDIO это интегрированная среда разработки на базе Eclipse созданная разработчиками из компании Atollic. Используется крупными корпорациями, малыми и средними компаниями, независимыми разработчиками, исследователями, студентами и любителями по всему миру.

     Данная программа доступна для бесплатного скачивания «скачать», вы можете использовать ее для коммерческих проектов без каких-либо обязательств.

     IDE TrueSTUDIO родилась из желания предоставить разработчикам Arm новое поколение инструментов, которые были бы масштабируемы для удовлетворения потребностей отдельных разработчиков и больших групп разработчиков: инструментов, которые помогли бы помочь разработчикам писать качественный код и управлять своими проектами с использованием лучших практик; инструменты, которые дадут разработчикам новое понимание своих систем и помогут им быстрее находить и исправлять ошибки.

     12 декабря 2017 года компания STMicroelectronics приобрела Atollic, чтобы стать центром разработки инструментов для поддержки STM32.

     Как уже было сказано в статье «Создание проекта с STM32CubeMX» CubeMX это программный продукт, который позволяет производить настройку периферии микроконтроллера и сгенерировать проект под различные IDE, в том числе и для TrueSTUDIO.

     Коротко о FreeRTOS: если вы хотите обеспечить широкий функционал и масштабируемость вашего проекта используйте операционную систему реального времени (ОСРВ), благодаря ей намного легче создавать множество различных задач и обеспечить их организованную работу. Они будут выполнятся согласно тем правилам, которые вы зададите. В любой момент вы можете добавлять в проект новые задачи и запускать их в работу.

     Конечно, можно создавать приложения, работающие в реальном времени без ОСРВ (выполняя одну или несколько задач в цикле), но при этом существуют многочисленные проблемы планирования ресурсов, их обслуживания и синхронизации, которые можно гораздо лучше решить с помощью ОСРВ. Например, ОСРВ обеспечивает гибкое планирование системных ресурсов, таких как ЦП и память, и предлагает методы связи между потоками.

     Ниже перечислены основные темы, которые требуется освоить для успешного применения ОСРВ в своих проектах:

     1) Создание задач "RTOS: создание задач"

     2) Запуск задач "RTOS: запуск планировщика"

     3) Синхронизация задач "RTOS: синхронизация задач часть 1" 4 части

     4) Приоритет задач "RTOS: приоритеты задач"

     5) Взаимодействие между задачами "RTOS: взаимодействие между задачами"

     Цель данной статьи научится конфигурировать проект в CubeMX с использованием FreeRTOS для среды разработки TrueSTUDIO. Целевая плата CodeIN alfa с микроконтроллером STM32F303RBT6.

     Первым делом открываем STM32CubeMX  и создаем новый проект рисунок 1.

 Рисунок 1

     Находим в каталоге наш микроконтроллер и нажимаем Start Project рисунок 2

Рисунок 2

     Выбираем внешний источник тактирования как на рисунке 3 и переходим в раздел Clock Configuration  рисунок 4.

Рисунок 3

Рисунок 4

     Для того чтобы убедится в работе нашей будущей программы настроим нажку (которая управляет светодиодом на плате) на выход рисунок 5.

Рисунок 5

     Теперь включаем FreeRTOS рисунок 6.

Рисунок 6

     Осталось сгенерировать проект рисунок 7 и можно переходить к изучению кода. Выбирите название проекта, папку в которой он будет хранится и IDE для которой требуется сгенерировать проект, в нашем случае это IDE TrueSTUDIO. Далее жмем на кнопку GENERATE CODE.

Рисунок 7  

     Запускаем проект, находим файл main.c рисунок 8 и смотрим что для нас сгенерировал Куб.

Рисунок 8

     Первым делом стоит обратить внимание на заголовочный файл: 

#include "cmsis_os.h"

и понять для чего он нужен.

     Во время конфигурации проекта в Кубе при подключении FreeRTOS рисунок 6, мы выбрали в выпадающем списке interface пункт CMSIS_V1. В этот момент мы выбрали CMSIS RTOS API, интерфейс доступа к самой операционной системе. По своей сути это обертка над функциями FreeRTOS.

     CMSIS-RTOS API: общий API интерфейс для систем реального времени. Он предоставляет стандартизированный программный интерфейс для того, чтобы большинство программных шаблонов, промежуточного ПО, библиотек и других компонентов RTOS-систем могли работать на Cortex-ядре.

     Файл cmsis_os.h содержит:

  • Определения функций CMSIS-RTOS API 
  • Определения структуры для параметров и возвращаемых типов
  • Значения статуса и приоритета, используемые функциями CMSIS-RTOS API 
  • Макросы для определения потоков и других объектов ядра

     Далее идентификатор, идентифицирует поток (указатель на блок управления потоком).:

osThreadId defaultTaskHandle;

     Так выглядит прототип функции нашей задачи:

void StartDefaultTask(void const * argument);

     Создается задача здесь:

osThreadDef(defaultTask, StartDefaultTask, osPriorityNormal, 0, 128);
defaultTaskHandle = osThreadCreate(osThread(defaultTask), NULL);

     После создания задачи стартует планировщик:

osKernelStart();

     А вот и само тело задачи, в ней будет выполнятся наш код:

void StartDefaultTask(void const * argument)
{

  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END 5 */ 
}

     Напомню: все что записано мужду USER CODE BEGIN и USER CODE END будет сохранятся после обновления проекта в Куб, свой код следует писать в этом пространстве для того что бы не терять его после внесения изменений в конфигурацию проекта.

     Давайте теперь добавим в нашу задачу функцию переключения состояния светодиода и убедимся что все работает.

     Содержимое файла main.с

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2019 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * This software component is licensed by ST under Ultimate Liberty license
  * SLA0044, the "License"; You may not use this file except in compliance with
  * the License. You may obtain a copy of the License at:
  *                             www.st.com/SLA0044
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
osThreadId defaultTaskHandle;
/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
void StartDefaultTask(void const * argument);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* definition and creation of defaultTask */
  osThreadDef(defaultTask, StartDefaultTask, osPriorityNormal, 0, 128);
  defaultTaskHandle = osThreadCreate(osThread(defaultTask), NULL);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

  /* Start scheduler */
  osKernelStart();
  
  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @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.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  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_HSE;
  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_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PC6 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
  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);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/* USER CODE BEGIN Header_StartDefaultTask */
/**
  * @brief  Function implementing the defaultTask thread.
  * @param  argument: Not used 
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void const * argument)
{

  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_6); // Функция переключения красного состояния светодиода
    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END 5 */ 
}

/**
  * @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(char *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****/

     Переходим в папку проекта, там находим файл с расширением ".HEX" и прошиваем наш микроконтроллер рисунок 9. Перезагружаем плату и в результате видим мигание красного светодиода. 

Рисунок 9

Комментариев (0)

Написать комментарий

Имя *
E-mail
Введите комментарий *
Капча
35 + ? = 42