STM32 FreeRTOS 学习笔记整理，包含库函数详解及目录

知识点总结： 一、STM32与FreeRTOS简介 STM32微控制器是STMicroelectronics（意法半导体）生产的一系列32位ARM微控制器，广泛应用于嵌入式系统。其高性能、低功耗、丰富外设和可扩展性让其成为众多开发者首选的微控制器之一。 FreeRTOS是一个开源的实时操作系统（RTOS），专为资源受限的嵌入式设备设计。它为开发者提供了创建任务（线程）、同步机制（如信号量、互斥量）、软件定时器等功能模块。 结合STM32与FreeRTOS，可以让开发者在资源受限的微控制器上实现多任务管理，提高系统的实时性能与任务调度效率。 二、STM32与FreeRTOS的结合方式 1. 使用STM32CubeMX配置硬件：通过ST官方提供的CubeMX工具，可以图形化配置STM32的硬件特性，如时钟树、外设等，并生成初始化代码。 2. 配置FreeRTOS：在STM32的工程中集成FreeRTOS，需要下载FreeRTOS源码，并在工程中包含其头文件及源文件。配置FreeRTOS的堆大小以及系统时钟等参数。 3. 编写任务代码：在FreeRTOS中，任务被视为一个无限循环，使用API函数创建任务，并为其分配堆栈空间，指定优先级和任务函数。 三、FreeRTOS基础函数总结 1. xTaskCreate()：用于创建任务。函数原型为： `BaseType_t xTaskCreate(TaskFunction_t pvTaskCode, const char *const pcName, uint16_t usStackDepth, void *pvParameters, UBaseType_t uxPriority, TaskHandle_t *pxCreatedTask);` 其中，pvTaskCode指针指向任务函数；pcName为任务名；usStackDepth为堆栈深度；pvParameters为传递给任务函数的参数；uxPriority为任务优先级；pxCreatedTask为任务句柄。 2. vTaskDelete()：用于删除任务。函数原型为： `void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);` 其中，xTaskToDelete可以是一个任务的句柄，若参数为NULL，则删除调用该函数的任务。 3. xTaskDelay()：用于延迟当前任务执行指定的时钟节拍数。函数原型为： `void vTaskDelay(const TickType_t xTicksToDelay);` 其中，xTicksToDelay表示任务延迟的时钟节拍数。 4. vTaskDelayUntil()：用于以绝对时间延迟任务的执行。函数原型为： `void vTaskDelayUntil(TickType_t *pxPreviousWakeTime, const TickType_t xTimeIncrement);` 其中，pxPreviousWakeTime是一个指向任务上一次醒来时间的指针；xTimeIncrement表示此次延迟的时间。 四、同步机制 在多任务环境中，同步机制保证任务之间协调执行，防止资源冲突。 1. 互斥量（Mutex）：用于实现对共享资源的互斥访问。当任务获取到互斥量时，其他任务不能访问该共享资源，直到该任务释放互斥量。 2. 信号量（Semaphore）：用于任务间同步或资源共享。信号量有两种类型，二进制信号量和计数信号量。 3. 事件标志（Event Flags）：用于通知任务特定事件的发生。允许多个事件一次性被设置，并在一个任务中一次性检查。 五、软件定时器 软件定时器是FreeRTOS提供的一种定时功能，可以用于延迟执行或定期执行任务。 1. xTimerCreate()：用于创建软件定时器。函数原型为： `TimerHandle_t xTimerCreate(const char *const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriod, const UBaseType_t uxAutoReload, void *const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction);` 2. xTimerStart()、xTimerStop()、xTimerChangePeriod()等：用于启动、停止或改变定时器周期。 六、实际应用案例 基于STM32F10x系列结合FreeRTOS的应用案例可能包括使用串口通信、实现Web服务器、控制LED灯闪烁等。每个案例都会涉及到以上提到的FreeRTOS核心函数的使用。 例如，在实现一个简单的LED闪烁程序中，可能会创建一个周期性任务，该任务通过延时函数控制LED灯的闪烁频率，并使用互斥量来确保不会与其他任务冲突。 七、目录结构 本学习笔记的目录结构可能包含以下内容： 1. STM32与FreeRTOS简介 2. STM32与FreeRTOS的结合方式 3. FreeRTOS基础函数总结 4. 同步机制 5. 软件定时器 6. 实际应用案例分析 7. 附录：API函数参考表 通过上述结构化的内容，读者可以系统地学习STM32与FreeRTOS结合开发的基本概念和操作步骤，为实际开发提供有力的理论支持和实践指导。