嵌入式RTOS就业级项目入门与实战(基于FreeRTOS)

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嵌入式RTOS就业级项目入门与实战(基于FreeRTOS)

在本项目中，我们将基于FreeRTOS实现一个简单的嵌入式系统，包含任务调度、队列和定时器等功能。我们将创建一个LED闪烁控制程序，并通过串口输出一些信息。以下是基本流程。

项目准备

硬件需求

• 开发板（如STM32、ESP32等）
• LED
• 串口连接工具（如USB转串口模块）

软件需求

• FreeRTOS
• STM32CubeMX（或其他开发环境）
• Keil、IAR或GCC编译器

1. 系统架构

我们的系统将包含以下几个主要组成部分：

• 任务：用于控制LED的闪烁和发送信息的任务。
• 队列：用于在任务之间传递数据。
• 定时器：可选，用于周期性执行某些操作。

2. 创建FreeRTOS工程

2.1 初始化FreeRTOS

使用STM32CubeMX创建一个新项目，选择FreeRTOS中间件并配置基本参数，如任务堆栈大小和优先级。

2.2 配置GPIO和USART

配置用于LED控制的GPIO引脚及串口通信（USART）引脚。

3. 编写代码

3.1 任务函数

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

// 定义LED相关的引脚
#define LED_PIN     GPIO_PIN_5
#define LED_PORT    GPIOA

// 创建任务句柄
TaskHandle_t xTaskLedHandle = NULL;
TaskHandle_t xTaskUartHandle = NULL;

// LED闪烁任务
void vTaskLed(void *pvParameters) {
    for(;;) {
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_PORT, LED_PIN);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500)); // 每500ms切换一次
    }
}

// 串口输出任务
void vTaskUart(void *pvParameters) {
    char uartMessage[] = "Hello from FreeRTOS!\r\n";
    for(;;) {
        HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)uartMessage, strlen(uartMessage), HAL_MAX_DELAY);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 每秒发送一次
    }
}

3.2 主函数

int main(void) {
    // HAL初始化
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    
    // GPIO和USART配置
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART2_UART_Init();

    // 创建任务
    xTaskCreate(vTaskLed, "Task_LED", 128, NULL, 1, &xTaskLedHandle);
    xTaskCreate(vTaskUart, "Task_UART", 128, NULL, 1, &xTaskUartHandle);

    // 启动调度
    vTaskStartScheduler();

    // 永久循环，调度不会返回
    while(1) {}
}

4. 编译和烧录

根据所用的开发环境，编译代码并将其烧录到开发板上。确保在开发板上正确连接了LED和串口。

5. 调试和测试

• 观察LED是否每500毫秒闪烁一次。
• 使用串口调试工具（如PuTTY）接收串口输出，验证每秒是否能接收到信息。

6. 完成

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