STM32F4移植ucos_II

2019-11-11 07:49:36

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供稿：網友

本篇目標：從搭建工程開始，一步步在 STM32F407ZGT6 上移植 ucos_ii 操作系統

材料準備：

stm32庫文件：stm32f4官方庫函數文件（stm32f4官網庫函數資料）ucos_ii源文件：ucos_ii操作系統官方源代碼文件（ucos_ii官網資料）移植工程：stm32f4移植ucos_II最終工程（stm32f4移植ucos_ii工程）

搭建stm32f4工程

建立如下文件夾，方便整理和拷貝：建立工程1

解壓stm32庫函數包，進行文件的拷貝：（1）將 STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.7.1/Libraries/STM32F4xx_ StdPeriph_Driver 文件夾下的兩個文件夾拷貝到fwlib文件夾；（2）將 Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/arm 文件夾下的 startup_stm32f40_41xxx.s 拷貝到startup文件夾；（3）將 Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates 文件夾下的 system_stm32f4xx.c 拷貝到misis文件夾；（4）將 Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include 文件夾下的兩個文件拷貝到misis文件夾；（5）將 Libraries/CMSIS/Include 文件夾下的 core_cm4.h 、core_cmFunc.h 、core_cmInstr.h 、core_cmSimd.h 拷貝到misis文件夾；（6）在 PRoject/STM32F4xx_StdPeriph_Examples 文件夾下隨便找一個工程例子，將其中的 main.c 、stm32f4xx_conf.h 、stm32f4xx_it.c 、stm32f4xx_it.h 拷貝到user文件夾；

建立keil工程如圖： keil1

keil工程修改：（1）刪除main.c所有內容，只寫一個main函數；（2）刪除stm32f4xx.h中的包含頭文件#inlcude”main.h”；（3）打開配置工程頁面；在output中勾上creat hex file；在C/C++中Define處輸入 STM32F40_41xxx,USE_STDPERIPH_DRIVER ；在C/C++中inlucde paths處添加所有頭文件的路徑，如圖； keil2

編譯，通過即可；

移植ucos_ii操作系統

在ucos_II文件下建立Ports和Source文件夾

解壓ucos_ii源代碼文件：（1）將 Micrium/Software/uCOS-II/Source 文件夾下的所有文件拷貝到Source文件夾；（2）將 Micrium/Software/uCOS-II/Ports/ARM-Cortex-M4/Generic/ RealView 文件夾下的所有文件拷貝到Ports文件夾；（3）將 Micrium/Examples/ST/STM3240G-EVAL/OS2 文件夾下的app_cfg.h 、os_cfg.h拷貝到user文件夾；（4）在user文件夾下創建sys_cfg.c 、sys_cfg.h新文件；

將文件添加進keil工程里面如圖： keil3

接下來開始修改ucos_ii源碼

注釋 app_cfg.h中的 #include “cpu.h”和 void App_SerPrintf (CPU_CHAR *format, …);（136-137行）

注釋 os_cpu.h 中的 void OS_CPU_SysTickHandler (void); 和 void OS_CPU_ SysTickInit (INT32U cnts);（185-186行）

打開文件 os_cfg.h ，修改 OS_APP_HOOKS_EN 的定義值為0（30行）；修改 OS_TICKS_PER_SEC 的定義值為 1000（51行）；修改 OS_MEM_EN 的定義值為1（98行）；修改 OS_TMR_EN 的定義值為 1（139行）；

打開文件os_cpu_c.c ，注釋 #include “lib_def.h”（53行）；注釋 #if (OS_CPU_ARM_FP_EN == DEF_ENABLED) 與 #endif之間的所有內容（317-354行）；注釋 OS_CPU_SysTickHandler 整個函數內容（461-473行）；注釋 OS_CPU_SysTickInit 整個函數內容（488-507行）；

打開文件startup_stm32f40_41xxx.s 文件，將所有的 PendSV_Handler 替換成 OS_CPU_PendSVHandler （共3處，替換前需要將文件的只讀屬性去掉才能夠修改文件）；

打開stm32f4xx_it.c文件，添加頭文件 #include “ucos_ii.h”；找到 SysTick_Handler 函數（146行），添加以下程序：

void SysTick_Handler(void){ OSIntEnter(); OSTimeTick(); OSIntExit();}打開 sys_cfg.c 和 sys_cfg.h，編寫一些函數：

sys_cfg.c：

#include "stm32f4xx.h"#include "os_cfg.h"#include "sys_cfg.h"/*** * 函數名稱 : OS_CPU_SysTickInit(); * * 函數描述 : 滴答定時器設定; * * 傳遞值 : 無; * * 返回值 : 無; * **/void OS_CPU_SysTickInit(void){ RCC_ClocksTypeDef rcc_clocks; /* 獲取系統時鐘 */ RCC_GetClocksFreq(&rcc_clocks); /* 設置滴答定時器溢出計數值 */ SysTick_Config(rcc_clocks.HCLK_Frequency / OS_TICKS_PER_SEC);}void Sys_Config(void){}

sys_cfg.h：

#ifndef SYS_CFG_H#define SYS_CFG_Hvoid OS_CPU_SysTickInit(void);void Sys_Config(void);#endif

至此為止，ucos_ii的源碼修改結束，接下來就是ucos_ii初始化和任務的創建；

ucos_ii初始化

修改main.c文件，添加相關頭文件，添加任務相關宏定義，修改main函數如下：#include "app_cfg.h"#include "sys_cfg.h"#include "ucos_ii.h"#include "task_start.h"#define APP_TASK_START_PRIO 10u#define APP_TASK_START_STK_SIZE 128ustatic OS_STK App_TaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE];int main(void){ /* stm32系統初始化配置 */ Sys_Config(); /* ucos_ii初始化 */ OSInit(); /* 創建ucos_ii初始化任務 TASK_START */ OSTaskCreateExt(APP_TASK_START, (void *)0, (OS_STK *)&App_TaskStartStk [APP_TASK_START_STK_SIZE - 1], (INT8U )APP_TASK_START_PRIO, (INT16U )APP_TASK_START_PRIO, (OS_STK *)&App_TaskStartStk[0], (INT32U )APP_TASK_START_STK_SIZE, (void *)0, (INT16U)(OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR)); /* 開始 ucos_ii */ OSStart(); return 0;}在task文件夾下創建文件 task_start.c 和 task_start.h，并添加進keil工程，打開文件添加頭文件，宏定義，以及初始任務：

task_start.c：

#include "app_cfg.h"#include "sys_cfg.h"#include "ucos_ii.h"#include "stm32f4xx.h"#include "task_led.h"#define APP_TASK_USER_GREEN_PRIO 6u#define APP_TASK_USER_RED_PRIO 8u#define APP_TASK_USER_STK_SIZE 128ustatic OS_STK App_TaskGreenStk[APP_TASK_USER_STK_SIZE];static OS_STK App_TaskRedStk[APP_TASK_USER_STK_SIZE];static void APP_TASK_GREEN (void *p_arg);static void APP_TASK_RED (void *p_arg);/*** * 函數名稱 : APP_TASK_START(); * * 函數描述 : ucos_ii 初始化任務; * * 傳遞值 : 無; * * 返回值 : 無; * **/void APP_TASK_START(void *p_arg){ OS_CPU_SR cpu_sr; (void)p_arg; /* 配置滴答定時器，此函數調用位置為第一個創建任務開頭 */ OS_CPU_SysTickInit(); /* 關中斷 */ OS_ENTER_CRITICAL(); /* 創建綠燈任務 */ OSTaskCreateExt(APP_TASK_GREEN, (void *)0, (OS_STK *)&App_TaskGreenStk [APP_TASK_USER_STK_SIZE - 1], (INT8U )APP_TASK_USER_GREEN_PRIO, (INT16U )APP_TASK_USER_GREEN_PRIO, (OS_STK *)&App_TaskGreenStk[0], (INT32U )APP_TASK_USER_STK_SIZE, (void *)0, (INT16U )(OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR)); /* 創建紅燈任務 */ OSTaskCreateExt(APP_TASK_RED, (void *)0, (OS_STK *)&App_TaskRedStk [APP_TASK_USER_STK_SIZE - 1], (INT8U )APP_TASK_USER_RED_PRIO, (INT16U )APP_TASK_USER_RED_PRIO, (OS_STK *)&App_TaskRedStk[0], (INT32U )APP_TASK_USER_STK_SIZE, (void *)0, (INT16U )(OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR)); /* 刪除任務自身 */ OSTaskDel(OS_PRIO_SELF); /* 關中斷 */ OS_EXIT_CRITICAL();}

task_start.h：

#ifndef TASK_START_H#define TASK_START_Hvoid APP_TASK_START(void *p_arg);#endif

ucos_ii建立用戶任務

首先需要初始化stm32的GPIO口，在sys_cfg.c中修改和添加下列函數：/*** * 函數名稱 : GPIO_Configuration(); * * 函數描述 : GPIO初始化配置; * * 傳遞值 : 無; * * 返回值 : 無; * **/static void GPIO_Configuration(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9; GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure); /* 關閉所有燈 */ GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7); GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);}/*** * 函數名稱 : Sys_Config(); * * 函數描述 : 系統初始化配置; * * 傳遞值 : 無; * * 返回值 : 無; * **/void Sys_Config(void){ /* 配置GPIO口 */ GPIO_Configuration();}在task文件夾下創建文件 task_led.c 和 task_led.h，并添加進keil工程，打開文件添加led任務函數：

task_led.c：

#include "stm32f4xx.h"#include "ucos_ii.h"#define LED_RED_OFF GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7);#define LED_RED_ON GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_7);#define LED_GREEN_OFF GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);#define LED_GREEN_ON GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);/*** * 函數名稱 : APP_TASK_GREEN(); * * 函數描述 : 綠燈任務; * * 傳遞值 : 無; * * 返回值 : 無; * **/void APP_TASK_GREEN(void *p_arg){ for (;;) { /* 紅燈亮 */ LED_GREEN_ON; /* 延時0.5s，并任務切換 */ OSTimeDly(500); /* 紅燈滅 */ LED_GREEN_OFF; /* 延時0.5s，并任務切換 */ OSTimeDly(500); }}/*** * 函數名稱 : APP_TASK_RED(); * * 函數描述 : 紅燈任務; * * 傳遞值 : 無; * * 返回值 : 無; * **/void APP_TASK_RED(void *p_arg){ for (;;) { /* 紅燈亮 */ LED_RED_ON; /* 延時0.25s，并任務切換 */ OSTimeDly(250); /* 紅燈滅 */ LED_RED_OFF; /* 延時0.25s，并任務切換 */ OSTimeDly(250); }}

task_led.h：

#ifndef TASK_LED_H#define TASK_LED_Hvoid APP_TASK_GREEN (void *p_arg);void APP_TASK_RED (void *p_arg);#endif

至此，移植工作全部完成，編譯，下載；成功后會發現兩個led閃爍，就相當于兩個led燈的任務相互交替進行，互不影響；

小結：每個裸板移植 ucos_ii 方法都是想通的，整理覺得移植ucos_ii比較重要的幾個點：

滴答定時器的配置，包括滴答定時器的初始化配置其計數值，以及滴答定時器溢出中斷中函數的調用；任務調度，在每個創建的任務中必須使用延時函數、掛起函數或者刪除函數，才能使多個任務進行相互切換，調用的以上函數最終都會調用用匯編寫的任務切換函數 OSCtxSw() ，所以任務切換相關代碼也是重要的一部分；

總結：從移植 ucos_ii 到移植 lwip 經過了很漫長的過程，終于也算移植成功了，所以先寫了對 ucos_ii 的移植，之后再在此基礎上再寫 lwip 的移植，共勉

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