基于FreeRTOS的STM32多功能手表

news2024/11/14 18:10:07

前言

项目背景

项目演示

使用到的硬件

项目原理图

目前版本实现的功能 

设计到的freertos知识

实现思路

代码讲解

初始化GPIO引脚、配置时钟

蜂鸣器初始化以及软件定时器创建

系统默认创建的defaultTaskHandle

 创建七个Task，代表七个功能

 ShowTimeTask

ShowMenuTask

ShowCalendarTask

ShowFlashLightTask

ShowDHT11Task

ShowClockTimeTask

ShowSetting_Task

总结

按键中断回调函数

蜂鸣器实现按键音效

buzzer_init

SystemSoundTimer_Func( TimerHandle_t xTimer )

void buzzer_buzz(int freq, int time_ms)

总结

前言

这是我第一篇关于FreeRTOS项目的博客，在这之前，我写了十几篇关于FreeRTOS的博客，从应用到底层原理都有讲解，如果复刻我这个项目的同学，遇到不会的话，可以跳转到我之前写的关于FreeRTOS博客。深入了解FreeRTOS:实时操作系统的核心概念和应用

项目背景

在更新完FreeRTOS的系列教程之后，迟迟没有通过一些项目来使用FreeRTOS，之前用裸机做过万年历，包括温湿度模块，以及做过一个多级菜单，正好可以拿来练手FreeRTOS，于是打算做一个多功能的手环，包括多级菜单、温湿度显示、闹钟设置、手电筒功能、日历显示、设置菜单。花费了几天，改了不少的BUG，终于把这几个功能集成到一起，做成了基于FREERTOS的STM32多功能手表。

项目演示

基于freertos的智能手表

使用到的硬件

  • Stm32f103c8t6最小系统板(20k RAM, 64KROM)
  • 0.96寸oled显示屏（u8g2库）
  • 四个独立按键（中断中写入队列与任务协调）
  • 无源蜂鸣器（按键或者电子时钟触发）
  • DHT11（显示温湿度信息）

项目原理图

目前版本实现的功能 

  • 时间显示
  • 多级菜单显示
  • 万年历（显示2024年份的日历）
  • 模拟手电
  • 温湿度显示
  • 电子闹钟
  • 设置（开关系统声音）
  • 补充：如果你有多的传感器当然可以继续扩展手环的功能，不过你要注意的是，c8t6只有20K的RAM，各个驱动运行的内存以及FreeRTOS的，如果超过了20K，那就无法继续扩展了。

设计到的freertos知识

  • 任务管理（创建，删除，状态转换）
  • 软件定时器（创建，启动，停止）
  • 队列（创建，写队列，读队列）
  • 二值信号量（创建，give，take）
  • 中断管理（中断与任务通信）
  • 资源管理（主要是堆栈大小的处理）
  • 补充：这些知识点我都有写博客，不会的可以跳转去仔细看看。
  • https://blog.csdn.net/m0_74676415/article/details/139202620

实现思路

   在freertos初始化时创建除默认任务之外的七个任务，分别是时间显示task，舵机菜单显示task以及五个功能（温湿度、手电筒、设置、日历、闹钟）task，在默认任务中创建两个软件定时器，分别是时间显示Timer和电子闹钟Timer，其中，时间显示的定时时间为1s，保证手表时钟显示时间的正确。电子闹钟Timer的定时时间为0.1s，因为我们闹钟定时是0.1s刷新一次，这样子可以实现一秒之内显示0-9这十个数字，在观感上有很大提升。另外在中断中向队列写入数据与各个任务完成通信并响应操作。

1、创建两个定时器。

2、创建七个任务。 

3、按键中断触发任务切换。

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{    
    /* key interrupt : send data to queue */
    
    /* some data maybe useless */
    extern BaseType_t end_flag;
    extern BaseType_t seclect_end;
    BaseType_t  RM_Flag, LM_Flag, EN_Flag, EX_Flag;
    Key_data key_data;
        
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_11)
    {
        mdelay(15);
        
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
            RM_Flag = 1;
            key_data.rdata = RM_Flag;
            xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            RM_Flag = 0;            
        }
    }
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_10)
    { 
        mdelay(15);
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
             LM_Flag = 1;
            key_data.ldata = LM_Flag;
            xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            LM_Flag = 0;
        }
    }
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)
    {
        mdelay(15);
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
            EN_Flag = 1;
            key_data.updata = EN_Flag;
            xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            EN_Flag = 0;
        }
    }
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
    {
        mdelay(15);
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
            EX_Flag = 1;
            key_data.exdata = EX_Flag;
            if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            EX_Flag = 0;
        }
    }
}

代码讲解

        我这里会介绍一下各个任务，让你有大体的认识。由于是个人开发，程序前后也没有进行严格的测试和优化，可能部分代码是没有作用的，但是不影响整体程序的运行就没有优化，如果你有某些不理解的地方，可以删掉该部分代码，如果现象依旧正常，说明我之前写的那堆就确实没用，但是，也不要随便去质疑，可能我这么做有我的考虑。

初始化GPIO引脚、配置时钟

我们使用CubeMX完成GPIO引脚的初始化，包括四个按键中断引脚，DHT11温湿度的Data引脚以及Oled屏幕的I2C引脚和无源蜂鸣器的电平触发引脚。

 

蜂鸣器初始化以及软件定时器创建

        这里创建了两个定时器，g_Timer和g_Clock_Timer，显示时间定时器，和电子闹钟定时器，注意显示时间的周期是1000tick，而电子闹钟的周期是100tick，另外按键音效也是通过软件定时器的。补充：定时器默认优先级很低，你需要到FreeRTOSConfig.h文件中手动提高软件定时器的优先级（高于所以创建的任务），我们设置为34，比我们其他任务的优先级都要高，不然定时器定时的时间会不准确。

系统默认创建的defaultTaskHandle

        我们直接在这里开启时间定时器，这样子，我们就可以每隔1s对时间加一次，保证复位上电第一时间闹钟可以正确显示时钟。我们还在这里创建了一个队列，这个队列是来处理按键的数据的，可以发现，这个队列的参数是1和4，1表示的是，这个队列只可以放一个数据，4表示的是，这个数据的大小是四个字节，正好对应我们按键结构体的四个字节，这样设置队列，可以有效防止按键抖动带来的影响，因为队列满的话，你中断里面写队列也会失败，但不会阻塞中断，不要太好用。

 创建七个Task，代表七个功能

        这七个任务，分别代表了时间显示、多级菜单显示、日历显示、手电功能显示、温湿度显示、闹钟显示、设置界面显示，这是这个小项目的核心，看懂这七个任务，了解好如何调度这七个任务，那这个项目你就拿捏了。

 ShowTimeTask

void ShowTimeTask(void *params)
{

    /* suspend_other_task */
    vTaskSuspend(xShowMenuTaskHandle);
    //vTaskSuspend(xShowWoodenFishTaskHandle);
    vTaskSuspend(xShowFlashLightTaskHandle);
    vTaskSuspend(xShowSettingTaskHandle);
    vTaskSuspend(xShowClockTaskHandle);
    vTaskSuspend(xShowCalendarTaskHandle);
    vTaskSuspend(xShowDHT11TaskHandle);

    /* u8g2 Start */
    u8g2_t u8g2;
    u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2,U8G2_R0, u8x8_byte_hw_i2c, u8g2_stm32_delay);
    u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
    u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
//    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_fur35_tf);
    
    struct Key_data    key_data;

    while(1)
    {    
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
        
        /* draw */
        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 0, 0, 23, 10, ShowPower);
        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 105, 0, 23, 10, ShowGame);
        /* draw time */
        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, time.x[3], time.y, time.w, time.h, BigNum[sec_unit]);
        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, time.x[2], time.y, time.w, time.h, BigNum[sec_decade]);
        u8g2_DrawRBox(&u8g2, Box1.x, Box1.y, Box1.w, Box1.h, BOX_R);
        u8g2_DrawRBox(&u8g2, Box2.x, Box2.y, Box2.w, Box2.h, BOX_R);        
        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, time.x[1], time.y, time.w, time.h, BigNum[min_unit]);
        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, time.x[0], time.y, time.w, time.h, BigNum[min_decade]);

        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 56, 2, 6, 8, Num_6x8[hour_decade]);

        u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 66, 2, 6, 8, Num_6x8[hour_unit]);
                
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);

        vTaskDelay(250);
        /* handle queue data */
        if(time_flag == 0)
        {
            xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, 0);
        }
        /* task scheduling */
        if(key_data.updata == 1)
        {    
            buzzer_buzz(2500, 100);                                 
            vTaskResume(xShowMenuTaskHandle);
            vTaskSuspend(NULL);
            key_data.updata = 0;
        }            
    }
}

1、挂起其他的任务，因为默认上电之后，是显示时间的。

2、 初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

3、不断的循环显示时间。

4、如果队列读到有效按键数据，就跳转到菜单界面。

ShowMenuTask

void ShowMenuTask(void *params)
{

    /*u8g2_config*/
    u8g2_config();
    /* ShowUI */
//    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);
    u8g2_FirstPage(&u8g2);
    do {
    u8g2_SendBuffer(&u8g2);
       } while (u8g2_NextPage(&u8g2));
    
    struct Key_data    key_data;
    
    while(1)
    {
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
        ShowUI();
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);
        /* receive queue data and keep waitting */
        if(queue_flag == 0)
        {
            xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, portMAX_DELAY);
        }
        /* handle data */
        if(key_data.rdata == 1)
        {    
            end_flag = 0;
            if(dock_pos != 0)
            {
                ui_right(&cleder.x, 2);ui_right(&torch.x, 2);ui_right(&hum.x, 2);ui_right(&clock.x, 2);ui_right(&setting.x, 2);
                /* state_machine */
                if(dock_status==0)dock_status=1;
                dock_status--;
                switch(dock_pos)
                {
                    case 2:if(dock_status!=0){ui_up(&cleder.y, 1);ui_up(&torch.y, 1);ui_down(&hum.y, 1);ui_down(&clock.y, 1);}break;
                    case 1:if(dock_status!=0){ui_up(&cleder.y, 1);ui_up(&setting.y, 1);ui_down(&torch.y, 1);ui_down(&hum.y, 1);}break;
                    case 4:if(dock_status!=0){ui_up(&clock.y, 1);ui_up(&hum.y, 1);ui_down(&setting.y, 1);ui_down(&cleder.y, 1);}break;
                    case 3:if(dock_status!=0){ui_up(&hum.y, 1);ui_up(&torch.y, 1);ui_down(&setting.y, 1);ui_down(&clock.y, 1);}break;
                }
            }
            queue_flag++;    
            if(queue_flag == 20)
            {
                dock_status=10;
                end_flag = 1;
                if(dock_pos != 0){dock_pos--;str_flag--;}
                queue_flag = 0;
                key_data.rdata = 0;
                key_data.ldata = 0;
            }
            if(end_flag == 1)buzzer_buzz(2000, 100);
        }
        else if(key_data.ldata == 1)
        {
            end_flag = 0;
            if(dock_pos < 4)
            {        
                ui_left(&cleder.x, 2);ui_left(&torch.x, 2);ui_left(&hum.x, 2);ui_left(&clock.x, 2);ui_left(&setting.x, 2);
                /* state_machine */
                if(dock_status==0)dock_status=1;
                dock_status--;
                switch(dock_pos)
                {
                    case 0:if(dock_status!=0){ui_up(&hum.y, 1);ui_up(&torch.y, 1);ui_down(&cleder.y, 1);ui_down(&setting.y, 1);}break;
                    case 1:if(dock_status!=0){ui_up(&hum.y, 1);ui_up(&clock.y, 1);ui_down(&torch.y, 1);ui_down(&cleder.y, 1);}break;
                    case 2:if(dock_status!=0){ui_up(&clock.y, 1);ui_up(&setting.y, 1);ui_down(&hum.y, 1);ui_down(&torch.y, 1);}break;
                    case 3:if(dock_status!=0){ui_up(&setting.y, 1);ui_up(&cleder.y, 1);ui_down(&clock.y, 1);ui_down(&hum.y, 1);}break;
                }                
            }
            queue_flag++;    
            if(queue_flag == 20) 
            {
                dock_status = 10;
                end_flag = 1;
                if(dock_pos < 4){dock_pos++;str_flag++;}
                queue_flag = 0;
                key_data.ldata = 0;
                key_data.rdata = 0;
            }
            if(end_flag == 1)buzzer_buzz(2000, 100);
        }
        /* ststus machine : task scheduling  */
        else if(key_data.exdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2000, 100);
            switch(dock_pos)
            {
                case 0: vTaskResume(xShowCalendarTaskHandle);vTaskSuspend(NULL);key_data.exdata = 0;break;
                case 1: vTaskResume(xShowFlashLightTaskHandle);vTaskSuspend(NULL);key_data.exdata = 0;break;
                case 2: vTaskResume(xShowDHT11TaskHandle);vTaskSuspend(NULL);key_data.exdata = 0;break;
                case 3: vTaskResume(xShowClockTaskHandle);vTaskSuspend(NULL);key_data.exdata = 0;break;
                case 4: vTaskResume(xShowSettingTaskHandle);vTaskSuspend(NULL);key_data.exdata = 0;break;
            }
        }
        else if(key_data.updata == 1)
        {
            /* SysSound */
            buzzer_buzz(2000, 100);
            vTaskResume(xShowTimeTaskHandle);
            vTaskSuspend(NULL);
            key_data.updata = 0;
        }
    }
}

1、初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

2、显示UI界面。

3、读取队列，如果读不到就阻塞，直到中断中写入队列之后唤醒任务。

4、根据不同的按键处理不同的事件。

ShowCalendarTask

void ShowCalendarTask(void *params)
{
    u8g2_t u8g2;
    u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2,U8G2_R0, u8x8_byte_hw_i2c,     u8g2_stm32_delay);
    u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
    u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_spleen5x8_mf);

    u8g2_SendBuffer(&u8g2);
    struct Key_data    key_data;

    const char ucMonthDay[32][3] = {"0","1","2","3","4","5","6","7","8","9","10","11","12","13","14",

"15","16","17","18","19","20","21","22","23","24","25","26",

"27","28","29","30","31"};    
    const char ucWeekHeader[7][3] = {"Su", "Mo", "Tu", "We", "Th", "Fr", "Sa"};
    uint16_t usWeekX[7] = {0,  17, 34 , 51, 68, 85, 102};
    uint16_t usWeekY[6] = {17, 26, 35 ,44, 53, 62};
    uint16_t usLineY[12] = {0, 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 110, 121};
    uint8_t line_pos  = 0;

    uint8_t week_pos  = 0;
    uint32_t week_temp, week_temp_temp, month_temp, enter_temp;
    
    uint32_t month = 1;
    uint16_t wee = 0;    //记录当前月的第一天是星期几
    
    while(1)
    {    
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);            
            
        for(int i=0; i<=6; i++){
            u8g2_DrawStr(&u8g2, usWeekX[i], 8, ucWeekHeader[i]);            
        }
        
        /* month对应月份 */
        month_temp = month_run(month);//获取天数        
        week_temp = judge_week(2024);//获取1月1日是星期几                
        wee = week_temp;
        
        for(int m=1; m<month; m++){
            wee = (wee+month_run(m))%7;        //二月记录当前月的第一天是星期几        
        }
        
        week_temp = wee;        
        week_temp_temp = week_temp;
        
        /* 绘制当前月的日历 */
        for(int k=1; k<=month_temp; k++){            
            enter_temp  = week_temp%7;
            week_temp++;        
            if(k<=(7-week_temp_temp)){
                week_pos=0;
            }else if(enter_temp == 0){
                week_pos = week_pos+1;            
            }
            u8g2_DrawStr(&u8g2, usWeekX[enter_temp], usWeekY[week_pos], ucMonthDay[k]);    
        }
        
        u8g2_DrawLine(&u8g2, 115, 0, 115, 62);
        u8g2_DrawStr(&u8g2, 117, 32, ucMonthDay[line_pos+1]);    
        u8g2_DrawHLine(&u8g2, usLineY[line_pos], 63, 11);
        
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);

        /* 读按键中断队列 */
        xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, portMAX_DELAY);

        if(key_data.rdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            month++;
            line_pos++; 
            if(line_pos>11)line_pos=0;
            if(month>12)month=1;
            key_data.rdata = 0;
        }
        else if(key_data.exdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            vTaskResume(xShowMenuTaskHandle);
            key_data.exdata = 0;
            vTaskSuspend(NULL);

        }
        else if(key_data.ldata==1)
        {
            
            buzzer_buzz(2500, 100);
            month--;
            line_pos--; 
            if(line_pos>=11)line_pos=11;
            if(month==0)month=12;
            key_data.ldata = 0;
            
        }
        else if(key_data.updata==1)
        {    
            memset(&key_data, 0, sizeof(Key_data));
        }
    }
}
 

1、初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

2、根据全局变量month以及line_pos，显示出这个月份的特定日历。

3、读取按键中断队列，进入阻塞状态，直到按键中断写入队列，唤醒任务。

4、根据读取到的键值去进行不同事件的处理。

ShowFlashLightTask

void ShowFlashLightTask(void *params)
{
    /* u8g2 Start */
    u8g2_t u8g2;
    u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2,U8G2_R0, u8x8_byte_hw_i2c,         u8g2_stm32_delay);
    u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
    u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
//    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);
//    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_spleen32x64_mf);    
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_fur35_tf);
    
    //u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
    u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 48, 16, 30, 30, light);
    u8g2_SendBuffer(&u8g2);

    uint8_t light_flag = 0;
    struct Key_data    key_data;
    
    while(1)
    {
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);    
        /* 读按键中断队列 */
        xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, portMAX_DELAY);
        
        if(key_data.updata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            switch(light_flag)
            {
                case 0: u8g2_DrawBox(&u8g2, 0, 0, 128, 64);light_flag++;break;
                case 1: u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 48, 16, 30, 30, light);light_flag--;break;
            }
        }        
        if(key_data.exdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            vTaskResume(xShowMenuTaskHandle);
            vTaskSuspend(NULL);
            u8g2_ClearBuffer(&u8g2);    
            u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 48, 16, 30, 30, light);
        }
        else if(key_data.ldata==1||key_data.rdata==1)
        {
            switch(light_flag)
            {
                case 1: u8g2_DrawBox(&u8g2, 0, 0, 128, 64);break;
                case 0: u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 48, 16, 30, 30, light);break;
            }
        
        }
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);
    }
}

1、 初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

2、显示手电筒图标。

3、读取按键中断队列，进入阻塞状态，直到按键中断写入队列之后，唤醒任务。

4、根据不同的键值进行不同事件的处理。

ShowDHT11Task

void ShowDHT11Task(void *params)
{
    DHT11_Init();
    u8g2_t u8g2;
    u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2,U8G2_R0, u8x8_byte_hw_i2c, u8g2_stm32_delay);
    u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
    u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);

    u8g2_SendBuffer(&u8g2);
    
    struct Key_data    key_data;
    int hum, temp;
    int hum1, hum2,temp1, temp2;
    
    while(1)
    {    
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);            
        if (DHT11_Read(&hum, &temp) !=0 ){
            //printf("\n\rdht11 read err!\n\r");
            DHT11_Init();
        }
        else{
            temp1 = temp%10;    //low bit
            temp2 = temp/10;   //high bit
                            
            hum1 = hum%10;        //low bit    
            hum2 = hum/10;    //high bit
            
            u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 10, 20, 20, 40, BigNum[temp2]);
            u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 35, 20, 20, 40, BigNum[temp1]);
            
            u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 75, 20, 20, 40, BigNum[hum2]);
            u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 100, 20, 20, 40, BigNum[hum1]);
        }
        u8g2_DrawStr(&u8g2, 15, 15, "temp");
        u8g2_DrawStr(&u8g2, 85, 15, "Hum");
        
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);
        vTaskDelay(500);//0.5s刷新一次
    
        /* 读按键中断队列 */
        xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, 0);
        
        if(key_data.exdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            vTaskResume(xShowMenuTaskHandle);
            vTaskSuspend(NULL);
            key_data.exdata = 0;
        }
        else if(key_data.ldata==1||key_data.rdata==1||key_data.updata==1)
        {
            memset(&key_data, 0, sizeof(Key_data));
        }
    }
}
 

1、温湿度模块初始化。

2、初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

3、不断循环，读取温湿度，并把数据刷新到OLED屏幕上面。

4、直到从队列中读取到有用的数据，切换回去多级菜单界面。

ShowClockTimeTask

void ShowClockTimeTask(void *params)
{

    /* u8g2 Start */
    u8g2_Setup_ssd1306_i2c_128x64_noname_f(&u8g2,U8G2_R0, u8x8_byte_hw_i2c, u8g2_stm32_delay);
    u8g2_InitDisplay(&u8g2); // send init sequence to the display, display is in sleep mode after this,
    u8g2_SetPowerSave(&u8g2, 0); // wake up display
    u8g2_ClearDisplay(&u8g2);
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_wqy16_t_chinese1);
//    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_spleen32x64_mf);    
//    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_fur35_tf);
    
    struct Key_data    key_data;    
    while(1)
    {
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
        ShowClock();        
        //u8g2_DrawXBMP(&u8g2, 0, 0, 20, 40, BigNum[temp]);
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);
        
        /* 读按键中断队列 */
        if(clock_flag == 0)
        {
            xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, portMAX_DELAY);
        }
        /* seclect */
        if(key_data.rdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            seclect_flag++;
            if(seclect_flag>4)seclect_flag=0;
        }
        if(key_data.ldata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            seclect_flag--;
            if(seclect_flag<0)seclect_flag=4;
        }
        /* handle_data */
        if(key_data.updata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            if(seclect_flag == 4)
            {
                /*启动定时器*/
                if(g_Clock_Timer != NULL)
                {
                    xTimerStart(g_Clock_Timer, 0);
                    clock_flag = 1;
                    key_data.updata = 0;
                }
            }
            else{
                g_clock_num[seclect_flag]++;
                if(g_clock_num[seclect_flag]>9)g_clock_num[seclect_flag]=0;                
            }
        }        
        if(key_data.exdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);
            clock_flag = 0;
            xTimerStop(g_Clock_Timer, 0);
            vTaskResume(xShowMenuTaskHandle);
            vTaskSuspend(NULL);
        }    
        /* circle_run */
        if(clock_flag == 1)
        {
            /* time_stop */
            if(g_clock_num[0]==g_real_time[0]&&g_clock_num[1]==g_real_time[1]&&g_clock_num[2]==g_real_time[2]&&g_clock_num[3]==g_real_time[3])
            {
                clock_flag = 0;
                xTimerStop(g_Clock_Timer, 0);        
                memset(g_real_time, 0, sizeof(g_real_time));
                
                /* music */
                buzzer_buzz(2500, 1000);
            }
        }
    }
}

1、初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

2、显示当前的闹钟界面。

3、读取按键中断队列，等待按键中断唤醒。

4、根据不同的键值处理不同的事件。（左移、右移、确认、退出）

5、如果确认了开始计时，会启动g_Clock_Timer定时器，时间到了之后，蜂鸣器发生播报，并且回归最开始的循环。

ShowSetting_Task

void ShowSetting_Task(void)
{
    u8g2_config();
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_7x13_mf);    
    u8g2_FirstPage(&u8g2);
    do {
    ShowSetiing();
    u8g2_SendBuffer(&u8g2);
       } while (u8g2_NextPage(&u8g2));
    for(int i = 0; i<5; i++)
    {
        width[i] = u8g2_GetStrWidth(&u8g2, &strs[i][10]);
    }
    struct Key_data    key_data;

    while(1)
    {
        u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
                 
        switch(seclect)
        {
            case 0: u8g2_DrawStr(&u8g2, 64, 25,"@moyiji");u8g2_DrawStr(&u8g2, 61, 50,"2021/05/27");break;
            case 1: ShowSwitch(power_button);break;
            case 2: ShowSwitch(power_button);break;
            case 3: ShowSwitch(power_button);break;
            case 4: ShowAbout();break;
        }
        ShowSetiing();
        u8g2_SendBuffer(&u8g2);
        if(seclect_end == 0)
        {
            pdPASS == xQueueReceive(g_xQueueMenu, &key_data, portMAX_DELAY);
        }
        /* move_down */
        if(key_data.rdata == 1)
        {
            seclect_end++;
            if(seclect!=4)
            {
                /* status_machine */
                switch(seclect)
                {
                    case 0: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[1], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[1], 1);break;
                    case 1: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[2], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[2], 1);break;
                    case 2: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[3], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[3], 1);break;
                    case 3: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[4], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[4], 1);break;
                    case 4: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[5], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[5], 1);break;                
                }
            }
            if(seclect_end == 20)
            {
                if(seclect!=4)seclect++;
                seclect_end = 0;
                key_data.rdata = 0;
            }
            if(seclect_end == 0)buzzer_buzz(2500, 100);                                 
        }
        /* move_up */
        else if(key_data.ldata == 1)
        {
            seclect_end++;
            if(seclect!=0)
            {
                switch(seclect)
                {
                    case 0: break;
                    case 1: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[5], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[5], 1);break;
                    case 2: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[1], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[1], 1);break;
                    case 3: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[2], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[2], 1);break;
                    case 4: ui_run(&seclect_w[0], &seclect_w[3], 1);ui_run(&seclect_y[0], &seclect_y[3], 1);break;                
                }                
            }
            if(seclect_end == 20)
            {
                if(seclect!=0)seclect--;
                seclect_end = 0;
                key_data.ldata = 0;
            }
            if(seclect_end == 0)buzzer_buzz(2500, 100);                                             
        }
        if(key_data.updata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);        
            if(seclect!=0&&seclect!=4)
            {
                power_button++;
                power_button = power_button%2;
            }
        }        
        /* task scheduling */
        if(key_data.exdata == 1)
        {
            buzzer_buzz(2500, 100);                                 
            vTaskResume(xShowMenuTaskHandle);
            vTaskSuspend(NULL);
        }
    }
}

1、初始化OLED屏幕，调用 u8g2 库。

2、显示设置界面，如何读取按键中断队列，进入阻塞状态，等待唤醒。

3、根据读取到的键值进行不同的事件处理。

总结

        这就是这七个任务的具体代码，我讲每个任务的主要流程给读者列举了出来，具体如何实现，需要读者细细揣摩，多看几遍就读懂了。

按键中断回调函数

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{    
    /* key interrupt : send data to queue */
    
    /* some data maybe useless */
    extern BaseType_t end_flag;
    extern BaseType_t seclect_end;
    BaseType_t  RM_Flag, LM_Flag, EN_Flag, EX_Flag;
    Key_data key_data;
        
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_11)
    {
        mdelay(15);
        
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
            RM_Flag = 1;
            key_data.rdata = RM_Flag;
            xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            RM_Flag = 0;            
        }
    }
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_10)
    { 
        mdelay(15);
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
             LM_Flag = 1;
            key_data.ldata = LM_Flag;
            xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            LM_Flag = 0;
        }
    }
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)
    {
        mdelay(15);
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
            EN_Flag = 1;
            key_data.updata = EN_Flag;
            xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            EN_Flag = 0;
        }
    }
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
    {
        mdelay(15);
        if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)
        {
            EX_Flag = 1;
            key_data.exdata = EX_Flag;
            if(end_flag == 1&&seclect_end == 0)xQueueSendToBackFromISR(g_xQueueMenu, &key_data, NULL);
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
            EX_Flag = 0;
        }
    }
}

1、我们给按键中断回调函数里面加了一点点延迟，可以减小按键抖动带来的影响。

2、 往g_xQueueMenu队列里面，不断的写入按键按下的数据，这里由于队列是一位数据的，面对按键抖动的情况，在任务读取队列的时候，中断虽然会进行写队列，但是都是不成功的，有效的减少了按键抖动。

蜂鸣器实现按键音效

buzzer_init

void buzzer_init(void)
{
    /* 初始化蜂鸣器 */
    PassiveBuzzer_Init();    
    
    /* 创建定时器 */

    g_TimerSound = xTimerCreate( "SystemSound", 
                            200,
                            pdFALSE,
                            NULL,
                            SystemSoundTimer_Func);
}

1、初始化蜂鸣器，将蜂鸣器引脚配置为定时器pwm输出模式，因为无源蜂鸣器的发声，需要给特定的频率的pwm。

2、创建定时器 SystemSound，实现如何只b一声，实现按键的音效。

SystemSoundTimer_Func( TimerHandle_t xTimer )

static void SystemSoundTimer_Func( TimerHandle_t xTimer )
{
    PassiveBuzzer_Control(0);
}
 

1、这个定时器的任务就是关闭pwm生成，从而导致蜂鸣器停止发生。 

void buzzer_buzz(int freq, int time_ms)

void buzzer_buzz(int freq, int time_ms)
{
    if(power_button == 0)
    {
        PassiveBuzzer_Set_Freq_Duty(freq, 50);        
        /* 启动定时器 */
        xTimerChangePeriod(g_TimerSound, time_ms, 0);        
    }

}

1、如果 power_button == 0，我们就可以触发按键音效，这个值可以在设置菜单里面设置。

2、我们先开启pwm生成，这个时候蜂鸣器会叫，同时开启了g_TimerSound定时器，0.2s之后就会去关闭掉蜂鸣器，从而实现了按键音效的功能。

总结 

这就是我这篇基于FreeRTOS的STM32多功能手表的博客，这是个十分简单的小项目，如果你很了解FreeRTOS，并且裸机开发过类似的功能，那不需要一天，你就能完美复刻我这个小项目。

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