STM32CUBEIDE FreeRTOS操作教程（四）：timer软件定时器

news2024/11/23 20:17:28

STM32CUBEIDE FreeRTOS操作教程（四）：timer软件定时器

STM32CUBE开发环境集成了STM32 HAL库进行FreeRTOS配置和开发的组件，不需要用户自己进行FreeRTOS的移植。这里介绍最简化的用户操作类应用教程。以STM32F401RCT6开发板为例，只用到USB，USART1极少的接口，体现FreeRTOS的各种操作过程。
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操作教程（四）配置FreeRTOS及相关环境，实现LED闪灯功能及基于timer软件定时器的USB虚拟串口环回。从电脑端连接USB虚拟串口后，发送出去的串口数据会从STM32返回。timer软件定时器有单次和循环两种方式，这里采用单次方式，每当STM32的USB接口收到一帧数据，则触发一次单次软件定时器中断，在中断中将数据返回发送。而如果采用循环软件定时器，则可以当STM32的USB接口收到一帧数据时，设置一个标识，然后在软件定时器的周期触发中断里，识别到标识值变化，再将数据返回发送。

FreeRTOS的教程较多，推荐参考正点原子所出的《STM32F407 FreeRTOS开发手册》了解相关知识。
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STM32CUBEIDE工程配置

选择TIM1(也可以是其它TIM)作为FreeRTOS操作系统占用的时钟源：
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配置时钟树包括USB的48MHz时钟：
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配置PC13为低电平点灯的管脚：
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配置USB串口:
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配置UART1串口（但本例中不用到UART1):
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FreeRTOS配置

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每个任务的配置为：
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这里配置软件定时器：
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保存并生成初始工程代码：
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在生成代码的这个部分可以看到FreeRTOS代码部分：
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任务实现

基于前述的配置，main.c代码里会加载Free-RTOS的配置，并启动几个任务的调度，当然，此时的任务都是什么也不干。实现LED闪灯，就在LED闪灯任务里加入代码即可：

void StartTask_TASK_LED_FLASH(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_LED_FLASH */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1000);
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_LED_FLASH */
}

也就实现了LED闪灯功能，其中osDelay(1000);实现1秒时间的操作系统调度延时，也就是1秒执行一次LED灯的亮灭。osDelay(1）；是最小的调度延时，为1毫秒。要实现更小的延时，则可以用微秒延时函数实现，参考《STM32 HAL us delay（微秒延时）的指令延时实现方式及优化》

usbd_cdc_if.c设计USB虚拟串口接收到数据的信号量发送和接收数据/数据量的保存，以及触发一次软件定时器：

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
	extern uint8_t USB_VCOM_BUFF[1024];
	extern uint32_t USB_VCOM_INDEX;

	extern osTimerId_t USB_VCOM_Timer01Handle;
	extern BaseType_t USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken;
	extern uint32_t Timer_Period_ms;

	memcpy(USB_VCOM_BUFF, Buf, *Len);
	USB_VCOM_INDEX = *Len;

	xTimerChangePeriodFromISR( USB_VCOM_Timer01Handle, Timer_Period_ms, &USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken );
	xTimerStartFromISR( USB_VCOM_Timer01Handle, &USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken );

  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

main.c文件里软件定时器被触发后发送数据的任务代码：

void USB_VCOM_Timer01_Callback01(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN USB_VCOM_Timer01_Callback01 */

	usbprintarray(USB_VCOM_BUFF, USB_VCOM_INDEX);

  /* USER CODE END USB_VCOM_Timer01_Callback01 */
}

完整的main.c代码：

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
//Example 4: LED flash + USB VCOM loop back with timer
//Written by Pegasus Yu
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
#include "usb_device.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "semphr.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
__IO float usDelayBase = 7.63238716; //For STM32F401RCT6 working in 84MHz main clock

void PY_Delay_us_t(uint32_t Delay)
{
  __IO uint32_t delayReg;
  __IO uint32_t usNum = (uint32_t)(Delay*usDelayBase);

  delayReg = 0;
  while(delayReg!=usNum) delayReg++;
}
/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart1;
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

/* Definitions for defaultTask */
osThreadId_t defaultTaskHandle;
const osThreadAttr_t defaultTask_attributes = {
  .name = "defaultTask",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
};
/* Definitions for TASK_LED_FLASH */
osThreadId_t TASK_LED_FLASHHandle;
const osThreadAttr_t TASK_LED_FLASH_attributes = {
  .name = "TASK_LED_FLASH",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityLow,
};
/* Definitions for TASK_UART1 */
osThreadId_t TASK_UART1Handle;
const osThreadAttr_t TASK_UART1_attributes = {
  .name = "TASK_UART1",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityLow,
};
/* Definitions for TASK_USB_VCOM */
osThreadId_t TASK_USB_VCOMHandle;
const osThreadAttr_t TASK_USB_VCOM_attributes = {
  .name = "TASK_USB_VCOM",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityLow,
};
/* Definitions for USB_VCOM_Timer01 */
osTimerId_t USB_VCOM_Timer01Handle;
const osTimerAttr_t USB_VCOM_Timer01_attributes = {
  .name = "USB_VCOM_Timer01"
};
/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
void StartDefaultTask(void *argument);
void StartTask_TASK_LED_FLASH(void *argument);
void StartTask_TASK_UART1(void *argument);
void StartTask_TASK_USB_VCOM(void *argument);
void USB_VCOM_Timer01_Callback01(void *argument);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len);
void usbprintstring(char * data)
{
	if(CDC_Transmit_FS((uint8_t *)data, strlen(data))==USBD_BUSY)
	{
		PY_Delay_us_t(1000000);
	    CDC_Transmit_FS((uint8_t *)data, strlen(data));
	}
}

void usbprintarray(uint8_t * data, uint16_t len)
{
	if(CDC_Transmit_FS(data, len)==USBD_BUSY)
	{
		PY_Delay_us_t(1000000);
		CDC_Transmit_FS(data, len);
	}
}

uint8_t USB_VCOM_BUFF[1024];
uint32_t USB_VCOM_INDEX = 0;

BaseType_t USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken = 0;
TickType_t USB_VCOM_xBlockTime = 0;
uint32_t Timer_Period_ms = 10;
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Init scheduler */
  osKernelInitialize();

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* Create the timer(s) */
  /* creation of USB_VCOM_Timer01 */
  USB_VCOM_Timer01Handle = osTimerNew(USB_VCOM_Timer01_Callback01, osTimerOnce, NULL, &USB_VCOM_Timer01_attributes);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* creation of defaultTask */
  defaultTaskHandle = osThreadNew(StartDefaultTask, NULL, &defaultTask_attributes);

  /* creation of TASK_LED_FLASH */
  TASK_LED_FLASHHandle = osThreadNew(StartTask_TASK_LED_FLASH, NULL, &TASK_LED_FLASH_attributes);

  /* creation of TASK_UART1 */
  TASK_UART1Handle = osThreadNew(StartTask_TASK_UART1, NULL, &TASK_UART1_attributes);

  /* creation of TASK_USB_VCOM */
  TASK_USB_VCOMHandle = osThreadNew(StartTask_TASK_USB_VCOM, NULL, &TASK_USB_VCOM_attributes);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_EVENTS */
  /* add events, ... */
  /* USER CODE END RTOS_EVENTS */

  /* Start scheduler */
  osKernelStart();

  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2);

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief USART1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

  /* USER CODE END USART1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

  /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

  /* USER CODE END USART1_Init 2 */

}

/**
  * Enable DMA controller clock
  */
static void MX_DMA_Init(void)
{

  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA2_Stream2_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream2_IRQn, 5, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream2_IRQn);

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : LED_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/* USER CODE BEGIN Header_StartDefaultTask */
/**
  * @brief  Function implementing the defaultTask thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* init code for USB_DEVICE */
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END 5 */
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_TASK_LED_FLASH */
/**
* @brief Function implementing the TASK_LED_FLASH thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_TASK_LED_FLASH */
void StartTask_TASK_LED_FLASH(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_LED_FLASH */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1000);
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_LED_FLASH */
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_TASK_UART1 */
/**
* @brief Function implementing the TASK_UART1 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_TASK_UART1 */
void StartTask_TASK_UART1(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_UART1 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_UART1 */
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_TASK_USB_VCOM */
/**
* @brief Function implementing the TASK_USB_VCOM thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_TASK_USB_VCOM */
void StartTask_TASK_USB_VCOM(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_USB_VCOM */

  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(10);

  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_USB_VCOM */
}

/* USB_VCOM_Timer01_Callback01 function */
void USB_VCOM_Timer01_Callback01(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN USB_VCOM_Timer01_Callback01 */

	usbprintarray(USB_VCOM_BUFF, USB_VCOM_INDEX);

  /* USER CODE END USB_VCOM_Timer01_Callback01 */
}

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note   This function is called  when TIM1 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM1) {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

例程下载

STM32 STM32CUBEIDE FreeRTOS操作教程（四）：timer软件定时器 例程

例程测试

例程测试效果如下：

在这里插入图片描述

–End–

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创纪录！300亿美元季度营收背后，英伟达的汽车“困局”

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作为全球市值最高的上市公司，英伟达的财务数据变化历来是资本市场关注的焦点。不管是数据中心、游戏还是汽车业务，这家GPU巨头的业务进展，一定程度上也代表着不同细分市场的风向变化。 本周，英伟达对外发布最新数据，截…
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北京市公共资源交易中心到访隆道调研交流

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8月29日下午，北京市公共资源交易中心调研组在党委副书记朱永利带领下莅临隆道公司开展调研。隆道公司总裁吴树贵、总裁助理姚锐和市场总监张晶热情地接待来访的九位调研组成员，双方就招标采购数字化转型实践、人工智能技术研究和应用等话题展开深入交流。…
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（免费领源码）java#SSM#mysql黄冈旅游景点服务网站16627-计算机毕业设计项目选题推荐

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摘 要 信息化社会内需要与之针对性的信息获取途径，但是途径的扩展基本上为人们所努力的方向，由于站在的角度存在偏差，人们经常能够获得不同类型信息，这也是技术最为难以攻克的课题。针对旅游服务等问题，对旅游服务进行…
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Android源码编译_内置apk

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在开发过程中，有一部分apk，我们是需要出厂内置好的，例如输入法、客户定制app等，这里内置分两种，一种是只内置apk，不含apk源码，一种是包含apk源码。 一、如何将apk内置到系统 1、首先将apk放到…
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