FreeRTOS

移植和配置

• 移植
• 路径
• 配置
• 函数前缀字母与输出形式有关
  • x 句柄
  • v void

任务

• 创建
  • xTaskCreate(func, name, ram, param, priority, handle)
  • vTaskStartScheduler(void)
• 删除 vTaskDelete(handle) NULL 可以删除自己
• 挂起
  • vTaskSuspend(handle)
  • vTaskResume(handle)
  • vTaskSuspendFromISR(handle)
  • vTaskSuspendAll(void)
  • vTaskResumeAll(void)
• 切换 taskYIELD(void)
• 调度
  • 运行 就绪 阻塞 挂起
  • 时间片调度 优先级调度
  • 空闲任务 空闲任务回调函数 常用于进入低功耗模式
• 信息
  • vTaskList(buffer)
  • vTaskGetRunTimeStats(buffer)
• 优先级
  • vTaskPrioritySet(handle, newPriority)
  • uxTaskPriorityGet(handle)
• 临界区
  • 临界区代码不会被中断打断，会影响系统的实时性， 常用于全局变量的保护和修改
  • taskENTER_CRITICAL(void)
  • taskEXIT_CRITICAL(void)
  • taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR(void)
  • taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(void)
  • taskDISABLE_INTERRUPTS(void) 在临界区开启中断 一般用退出

时间

• 轮转
  • vApplicationTickHook(void) 启用时间片轮转回调函数
• 延时
  • xTaskGetTickCount(void) 获取节拍赫兹
  • xTaskGetTickCountFromISR(void) 中断中获取节拍赫兹
  • vTaskDelay(ticks) 相对延时
  • vTaskDelayUntil(p, ticks) 绝对延时
  • vApplicationIdleHook(void) 启用空闲任务回调函数

任务栈

• 内存分配失败 vApplicationMallocFailedHook(void) 分配失败回调函数
• 溢出 vApplicationStackOverflowHook(handle,name) 栈溢出回调函数
• 确定大小 uxTaskGetStackHighWaterMark(handle) 返回最小剩余空间

内存管理

• 申请和释放
  • * pvPortMalloc(size) 申请空间
  • vPortFree(pv) 释放
  • vPortInitialiseBlocks(void) 初始化内存堆函数
  • xPortGetFreeHeapSize(void) 未分配大小
  • xPortGetMinimumEverFreeHeapSize(void) 最小未分配大小
• 动态分配
  • \Sourse\portable\MemMang\heap_x.c 内存管理方案
  • heap1: 分配后不允许释放
  • heap2：可以释放但不合并，会造成碎片
  • heap3：封装了malloc free 线程安全(多任务调用)，占用大
  • heap4: 支持内存碎片处理
  • heap5: 支持将动态内存设置在不连续的区域上

通信

• 消息队列
  • xQueueCreate(length, size) 创建 XQueueCreateStatic 静态
  • xQueueSend(queue, p, waitTime) xQueueSendFromISR(q, p, woken) 发到队尾
  • xQueueSendToBack(q, p, wait) 基本同上
  • xQueueSendToFront(q, p, wait) 发到队首
  • xQueueReceive(q, buffer, wait) 获取 xQueueReceiveFromISR(q, buffer, woken)
• 二值信号量
  • xSemaphoreCreateBinary(void) 创建
  • xSemaphoreGive(sem) xSemaphoreGiveFromISR(sem, woken) 给出
  • xSemaphoreTake(sem, wait) 获取
• 计数信号量
  • xSemaphoreCreateCounting(maxNum, initNum)
• 互斥信号量
  • xSemaphoreCreateMutex(void)
  • 优先级继承
• 递归信号量
  • xSemaphoreCreateRecursiveMutex(void)
  • xSemaphoreTakeRecursive(mutex, wait) 获取
  • xSemphoreGiveRecursive(mutex) 释放
• 通知
  • 每个任务的任务控制块都有一个32位的ulNotifiedValue变量
  • 可以用于实现消息队列、信号量、事件组，速度更快
  • 但缺陷在于，要求只要一个任务在等待，发送消息不支持超时等待
  • 信号量
    • ulTaskNotifyTake(减少pdFALSE/清零pdTRUE，wait)
    • xTaskNotifyGive(handle) xTaskNotifyGiveFromISR(handle, woken)
    • xTaskNotifyWait(输入前清除，退出前清除，pv, wait)
    • xTaskNotify(handle, value, mode) xTaskNotifyFromISR(handle, value, mode, woken)
      • eNoAction 不改值
      • eSetBits 改字节值
      • eIncrement 加一
      • eSetValueWithOverwrite 覆盖
      • eSetValWithoutOverwrite 没收到就不改
• 事件组
  • xEventGroupCreate(void) 创建
  • xEventGroupSetBits(group, bits) xEventGroupSetBitsFromISR(group, bits, woken) 设置
  • xEventGroupWaitBits(group, needBits, 退出清除，是否等待全部置一， wait)

定时器

• 定时器
  • xTimerCreate(name, period, reload, id, callback) 创建
  • xTimerStart(timer, block) 启动
  • pvTimerGetTimerID(timer) 获取id
• 低功耗
  • 睡眠模式 WFE WFI
  • 停机模式 PWR_EnterSTOPMode
  • 待机模式 PWR_EnterSTANDBYMode
    • __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE() 使能PWR 时钟
    • __HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU) 清除 Wake_UP 标志
    • HAL_PWR_EnableWakeUpPin(PWR_WAKEUP_PIN1) 设置 WKUP 用于唤醒
    • HAL_PWR_EnterSTANDBYMode() 进人待机模式
  • tickless
    • 空闲任务运行，其他任务挂起或阻塞，PECTED_IDIE_TIME_BEFORE_SLEEP小于低功耗模式节拍数时
    • 系统自动调用 portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP() 函数 进入低功耗模式

命令行

• CLI 移植 略
• CLI 命令
  • func(buffer, len, cmd) 实现命令
  • FreeRTOS_CLIGetParameter(str, param, len) 命令参数 放在上面函数内
  • FreeRTOS_CLIRegisterCommand(register) 注册命令
  • FreeRTOS_CLIProcessCommand(input, buffer, len) 命令处理

文件

• FAT移植 略
  • I2C_Soft_Init() 初始化iic
  • __HAL_RCC_CRC_CLK_ENABLE() 开启CRC时钟
  • FF_SDDiskInit("/") 初始化sd卡
• 创建
  • ff_mkdir(dir) 创建文件夹
  • ff_chdir(dir) 切换目录
  • ff_rmdir(dir) 删除
  • ff_getcwd(buffer, len) 查看当前工作目录
• 读写 ff_stdio.h
  • file = ff_fopen(filename, mode) 可以用于创建
  • ff_fclose(file)
  • ff_fwrite(buffer, size, len, file)
  • ff_fread(buffer, size, len, file)
  • ff_fputc(char, file) 写入单字节
  • ff_fgets(buffer, size，file) 读取字符串
  • ff_fprintf(file, format) 格式化写入文件
  • ff_fseek(file, offset, whence) 将读写位置移动到offset+whence
  • ff_ftell(file) 当前位置
  • ff_seteof(file) 截断到当前位置
  • ff_truncate(filename, maxsize) 打开文件，截断到最大长度
  • ff_rewind(file) 回到开头
• 文件操作
  • ff_feof(file) 指针是否在文件末尾
  • ff_rename(oldName, newName, 是否删除源文件) 移动或重命名
  • ff_remove(path) 删除文件
  • ff_stat(filename, buffer) 读取文件属性保存到buffer
  • ff_filelength(file) 文件长度
  • ff_findfirst(dir, data) 目录中第一个文件
  • ff_findnext(dada) 目录中下一个文件（夹）

网络编程

• TCP/IP 移植 略
• UDP
  • socket = FreeRTOS_socket(FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM/STREAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP/TCP) 创建
  • FreeRTOS_setsocket(socket, level, option, value, len) 选项设置
  • FreeRTOS_sendto(socket, buffer, len, flag, address, addrlen) 发送
  • FreeRTOS_recvfrom(socket, buffer, len, flag, addr, addrlen) 接收
• TCP 客户端
  • FreeRTOS_connect(socket, addr, addrlen) 连接
  • FreeRTOS_shutdown(socket, FreeRTOS_CLOST_RDWR) 关闭连接
  • FreeRTOS_closesocket(socket) 关闭套接字
  • FreeRTOS_send(socket, buffer, len, flags) 在上文连接后发送
  • FreeRTOS_recv(socket, buffer, len, flags) 接收数据
• TCP 服务端
  • FreeRTOS_bind(socket, addr, addrlen) 绑定到本地端口号
  • FreeRTOS_listen(socket, maxLink) 开始监听
  • FreeRTOS_accept(socket, addr, addrlen) 接收连接