PlatformIO: libopencm3 + FreeRTOS

以下步骤基于常见的 Bluepill STM32F103C8T6, 也适用于其它 libopencm3 支持的MCU型号

方案一: 只复制需要的文件

  1. 在 PlatformIO 中, Board 选择 Bluepill F103C8, Framework 选择 libopencm3, 创建项目
  2. 在项目的lib下新建目录 FreeRTOS
  3. 解压缩最新的 FreeRTOS
    1. 复制 FreeRTOS/Source/ 目录下, 除 portable 目录以外其它全部文件和目录, 至 lib/FreeRTOS 下
    2. 复制 FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM3 目录下所有文件(port.c, portmacro.h), 至 lib/FreeRTOS 下
    3. 复制 FreeRTOS/Source/portable/Common 目录下所有文件(mpu_wrappers.c), 至 lib/FreeRTOS 下
    4. 复制 FreeRTOS/Source/portable/MemMang 目录下 heap_4.c, 至 lib/FreeRTOS 下
  4. 复制 FreeRTOSConfig.h, 至 lib/FreeRTOS/include 下
  5. 编写 src/main.c

完成后目录结构应当为

├── include

│   └── README

├── lib

│   ├── FreeRTOS

│   │   ├── croutine.c

│   │   ├── event_groups.c

│   │   ├── heap_4.c

│   │   ├── include

│   │   │   ├── atomic.h

│   │   │   ├── croutine.h

│   │   │   ├── deprecated_definitions.h

│   │   │   ├── event_groups.h

│   │   │   ├── FreeRTOSConfig.h

│   │   │   ├── FreeRTOS.h

│   │   │   ├── list.h

│   │   │   ├── message_buffer.h

│   │   │   ├── mpu_prototypes.h

│   │   │   ├── mpu_wrappers.h

│   │   │   ├── portable.h

│   │   │   ├── projdefs.h

│   │   │   ├── queue.h

│   │   │   ├── semphr.h

│   │   │   ├── stack_macros.h

│   │   │   ├── StackMacros.h

│   │   │   ├── stdint.readme

│   │   │   ├── stream_buffer.h

│   │   │   ├── task.h

│   │   │   └── timers.h

│   │   ├── list.c

│   │   ├── mpu_wrappers.c

│   │   ├── port.c

│   │   ├── portmacro.h

│   │   ├── queue.c

│   │   ├── stream_buffer.c

│   │   ├── tasks.c

│   │   └── timers.c

│   └── README

├── platformio.ini

├── README.md

├── src

│   └── main.c

└── test

    └── README

方案二: 完整的FreeRTOS, 使用library.json

  1. 在 PlatformIO 中, Board 选择 Bluepill F103C8, Framework 选择 libopencm3, 创建项目
  2. 在项目的lib下新建目录 FreeRTOS
  3. 解压缩最新的 FreeRTOS
  4. 复制 FreeRTOS/Source/ 目录下所有文件至 lib/FreeRTOS 下
  5. 复制 FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM3 目录下 portmacro.h 至 lib/FreeRTOS 下, 因为 library.json 还不支持多个 include 路径
  6. 复制 FreeRTOSConfig.h, 至 lib/FreeRTOS 下
  7. lib/FreeRTOS 下添加 library.json
  8. 编写 src/main.c

library.json 内容如下, 只包含需要的 c 文件

{

    "name": "FreeRTOS",

    "version": "10.4.6",

    "build": {

        "srcFilter": [

            "+<*.c>",

            "+<portable/GCC/ARM_CM3/port.c>",

            "+<portable/MemMang/heap_4.c>"

        ]

    }

}

如果是多核MCU, 需要再包含 mpu_wrappers.c, 对于 F103C8 就不需要了

"+<portable/Common/mpu_wrappers.c>",

完成后目录结构为

├── include

│   └── README

├── lib

│   ├── FreeRTOS

│   │   ├── croutine.c

│   │   ├── event_groups.c

│   │   ├── FreeRTOSConfig.h

│   │   ├── include

│   │   ├── library.json

│   │   ├── list.c

│   │   ├── miniprintf.c

│   │   ├── miniprintf.h

│   │   ├── portable

│   │   ├── portmacro.h

│   │   ├── queue.c

│   │   ├── stream_buffer.c

│   │   ├── tasks.c

│   │   └── timers.c

│   └── README

├── platformio.ini

├── README.md

├── src

│   └── main.c

└── test

    └── README

示例代码

使用Queue的UART收发

/* Task based UART demo, using queued communication.

 *

 *    TX:    A9  ====> RX of TTL serial

 *    RX:    A10 <==== TX of TTL serial (not used)

 */

#include <FreeRTOS.h>

#include <task.h>

#include <queue.h>

#include <libopencm3/stm32/rcc.h>

#include <libopencm3/stm32/gpio.h>

#include <libopencm3/stm32/usart.h>

static QueueHandle_t uart_txq;        // TX queue for UART

/*********************************************************************

 * Configure and initialize USART1:

 *********************************************************************/

static void

uart_setup(void) {

    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);

    rcc_periph_clock_enable(RCC_USART1);

    // UART TX on PA9 (GPIO_USART1_TX)

    gpio_set_mode(GPIOA,

        GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ,

        GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_PUSHPULL,

        GPIO_USART1_TX);

    usart_set_baudrate(USART1,115200);

    usart_set_databits(USART1,8);

    usart_set_stopbits(USART1,USART_STOPBITS_1);

    usart_set_mode(USART1,USART_MODE_TX);

    usart_set_parity(USART1,USART_PARITY_NONE);

    usart_set_flow_control(USART1,USART_FLOWCONTROL_NONE);

    usart_enable(USART1);

    // Create a queue for data to transmit from UART

    uart_txq = xQueueCreate(256,sizeof(char));

}

/*********************************************************************

 * USART Task:

 *********************************************************************/

static void

uart_task(void *args __attribute__((unused))) {

    char ch;

    for (;;) {

        // Receive char to be TX

        if ( xQueueReceive(uart_txq,&ch,500) == pdPASS ) {

            // if not tx data buffer empty

            while ( !usart_get_flag(USART1,USART_SR_TXE) )

                taskYIELD();    // Yield until ready

            usart_send(USART1,ch);

        }

        // Toggle LED to show signs of life

        gpio_toggle(GPIOB,GPIO12);

        gpio_toggle(GPIOC,GPIO13);

    }

}

/*********************************************************************

 * Queue a string of characters to be TX

 *********************************************************************/

static void

uart_puts(const char *s) {

    for ( ; *s; ++s ) {

        // blocks when queue is full

        xQueueSend(uart_txq,s,portMAX_DELAY);

    }

}

/*********************************************************************

 * Demo Task:

 *    Simply queues up two line messages to be TX, one second

 *    apart.

 *********************************************************************/

static void

demo_task(void *args __attribute__((unused))) {

    for (;;) {

        uart_puts("Now this is a message..\n\r");

        uart_puts(" sent via FreeRTOS queues.\n\n\r");

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));

    }

}

/*********************************************************************

 * Main program & scheduler:

 *********************************************************************/

int

main(void) {

    rcc_clock_setup_in_hse_8mhz_out_72mhz();    // CPU clock is 72 MHz

    // GPIO PB12,PC13:

    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOB);

    rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC);

    gpio_set_mode(

        GPIOC,

        GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ,

        GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL,

        GPIO13);

    gpio_set_mode(

        GPIOB,

        GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ,

        GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL,

        GPIO12);

	// Turn LED off

    gpio_set(GPIOB, GPIO12);

    gpio_set(GPIOC, GPIO13);

    uart_setup();

    xTaskCreate(uart_task,"UART",100,NULL,configMAX_PRIORITIES-1,NULL);

    xTaskCreate(demo_task,"DEMO",100,NULL,configMAX_PRIORITIES-1,NULL);

    vTaskStartScheduler();

    for (;;);

    return 0;

}

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