一、文檔背景
FreeRTOS(Free Real-Time Operating System)是一個開源的實時操作系統(tǒng)內核,廣泛應用于嵌入式系統(tǒng)。它具有小巧、靈活、低功耗等特點,支持多任務調度、信號量、隊列等實時操作系統(tǒng)基本功能。
將FreeRTOS移植到特定硬件平臺上是實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)應用的重要步驟。移植過程包括配置內核、初始化硬件、實現(xiàn)基本任務調度等。通過移植,開發(fā)者可以在目標硬件平臺上運行FreeRTOS,從而開發(fā)基于FreeRTOS的嵌入式應用。
二、 解決的問題或者進行問題分析
步驟一:準備開發(fā)環(huán)境
1、安裝開發(fā)工具:確保你已經安裝了 Arm Development Studio。
2、下載庫文件:從 ST 官方網(wǎng)站下載 STM32F7 的 HAL 庫,并從 FreeRTOS 官方網(wǎng)站獲取 FreeRTOS 11 源碼。
步驟二:創(chuàng)建項目
1、創(chuàng)建 ArmDS 項目:
2、打開 Arm Development Studio,選擇 "File" > "New Project"。
3、選擇 "STM32F769NIHx" 作為目標器件。
步驟三:添加 FreeRTOS 源文件
1、將 FreeRTOS 源文件添加到項目中:
2、在項目屬性中,確保添加 FreeRTOS 相關頭文件的路徑。例如,右鍵點擊項目 -> Properties -> C/C++ General -> Paths and Symbols -> Includes
3、創(chuàng)建并配置 FreeRTOSConfig.h:
步驟四:編寫示例任務和 LED 控制
1、初始化硬件和 LED 引腳:
2、在項目中,創(chuàng)建一個新的 C 文件(例如 main.c)
步驟五:編譯和下載
1、編譯項目:在 Arm Development Studio 中,編譯項目以確保沒有錯誤。
2、下載到開發(fā)板:使用調試工具(如 ULINK或Dstream),將編譯好的程序下載到 STM32F769 開發(fā)板上。
步驟六:調試和驗證
1、調試程序:通過調試工具運行程序,檢查任務是否正常運行。
2、驗證功能:觀察 LED 是否按照預期閃爍,確認 FreeRTOS 任務調度正常。
三、 如何應用ArmDS移植最小FreeRTOS系統(tǒng)
1. 創(chuàng)建一個名稱為“FreeRTOS11_Porting”的項目,配置如圖3-1所示:

圖3-1
2. 根據(jù)硬件的實際情況,選擇對應的處理器,如圖3-2所示:

圖3-2
3. 只添加“Startup”與“Core”組件,如圖3-3所示:

圖3-3
4. 創(chuàng)建兩個目錄:UserCode與FreeRTOS11Kernel,并創(chuàng)建main.c文件,添加初始化代碼,如圖3-4所示:

5. 將FreeRTOS的源文件添加到項目中,如圖3-5所示:
● 復制FreeRTOS源碼目錄中的以下文件到你的項目中:
● FreeRTOS/Source/tasks.c
● FreeRTOS/Source/list.c
● FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/ARM_CM7/r0p1/port.c
● FreeRTOS/Source/portable/MemMang/heap_4.c(或其他你選擇的內存管理器)
● FreeRTOS/Source/include目錄下的所有頭文件
● FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/ARM_CM7/r0p1/portmacro.h

圖3-5
6. 打開工程的屬性窗口,添加幾個頭文件的路徑,如圖3-6所示:

圖3-6
7. 創(chuàng)建并配置 FreeRTOSConfig.h,如圖3-7所示:

圖3-7
8. 編譯項目,如圖3-8所示:

圖3-8
四、驗證FreeRTOS已移植到STM32F769開發(fā)板上
1、用仿真器Ulink或Dstream仿真器,連接好開發(fā)板,如圖4-1所示:

圖4-1
2、把AXF文件下載到開發(fā)板上,運行或調試,并查看開發(fā)板上LED燈的情況,如圖4-2所示:

圖4-2
五、討論分析
1. .S文件的中斷向量函數(shù)中的“WEAK”字符的作用是什么?

圖5-1
解答:
在C語言或匯編語言中,“WEAK”字符主要用于定義一個弱符號(Weak Symbol)。弱符號是一種特殊的符號,其定義允許在鏈接過程中被同名的強符號(Strong Symbol)覆蓋。這在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中非常有用,尤其是在定義中斷處理程序(Interrupt Service Routine,ISR)時。這種機制提高了代碼的靈活性和模塊化,是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中常用的技術。
六、結論
為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者提供一個詳盡的指南,利用ArmDS工具將FreeRTOS內核成功移植到目標硬件平臺,從而實現(xiàn)可靠的實時操作系統(tǒng)應用。