一、FreeRTOS简介

FreeRTOS 是一个可裁剪、可剥夺型的多任务内核，而且没有任务数限制。FreeRTOS 提供了实时操作系统所需的所有功能，包括资源管理、同步、任务通信等。

FreeRTOS 是用 C 和汇编来写的，其中绝大部分都是用 C 语言编写的，只有极少数的与处理器密切相关的部分代码才是用汇编写的，FreeRTOS 结构简洁，可读性很强！最主要的是非常适合初次接触嵌入式实时操作系统学生、嵌入式系统开发人员和爱好者学习。

最新版本 V9.0.0（2016年），尽管现在 FreeRTOS 的版本已经更新到 V10.4.1 了，但是我们还是选择 V9.0.0，因为内核很稳定，并且网上资料很多，因为 V10.0.0 版本之后是亚马逊收购了FreeRTOS之后才出来的版本，主要添加了一些云端组件，一般采用 V9.0.0 版本足以。

FreeRTOS官网：http://www.freertos.org/
代码托管网站：https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/

二、新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”

STM32CubeMX学习笔记（30）——FreeRTOS实时操作系统使用（信号量）

3. 配置时钟
RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)

4. 配置调试模式
非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire

在基于STM32 HAL的项目中，一般需要维护的 “时基” 主要有2个：

HAL的时基，SYS Timebase Source
OS的时基（仅在使用OS的情况下才考虑）

而这些 “时基” 该去如何维护，主要分为两种情况考虑：

裸机运行：
可以通过（滴答定时器）或（）定时器的方式来维护，也就是HAL库中的，这是HAL库中维护的一个全局变量。在裸机运行的情况下，我们一般选择默认的（滴答定时器）方式即可，也就是直接放在中断服务函数中来维护。

带OS运行：
前面提到的是STM32的HAL库中的新增部分，主要用于实现以及作为各种 timeout 的时钟基准。

在使用了OS（操作系统）之后，OS的运行也需要一个时钟基准（简称“时基”），来对任务和时间等进行管理。而OS的这个时基一般也都是通过（滴答定时器）来维护的，这时就需要考虑 “HAL的时基” 和 “OS的时基” 是否要共用（滴答定时器）了。

如果共用SysTick，当我们在CubeMX中选择启用FreeRTOS之后，在生成代码时，CubeMX一定会报如下提示：

Semaphore Name： 信号量名称

Allocation： 分配方式：动态内存创建

Conrol Block Name： 控制块名称

4.2.2 创建计数信号量Counting Semaphore

要想使用计数信号量必须在中把选择来使能。

Semaphore Name： 信号量名称

Count： 计数信号量的最大值

Allocation： 分配方式：动态内存创建

Conrol Block Name： 控制块名称

4.3 创建任务Task

我们创建两个任务，一个信号量接收任务，一个信号量发送任务。

Task Name： 任务名称

Priority： 优先级，在 FreeRTOS 中，数值越大优先级越高，0 代表最低优先级

Stack Size (Words)： 堆栈大小，单位为字，在32位处理器（STM32），一个字等于4字节，如果传入512那么任务大小为512*4字节

Entry Function： 入口函数

Code Generation Option： 代码生成选项

Parameter： 任务入口函数形参，不用的时候配置为0或NULL即可

Allocation： 分配方式：动态内存创建

Buffer Name： 缓冲区名称

Conrol Block Name： 控制块名称

五、KEY

5.1 参数配置

在中选择设置。

六、UART串口打印

查看 STM32CubeMX学习笔记（6）——USART串口使用

七、生成代码

输入项目名和项目路径

每个外设生成独立的文件
不勾：所有初始化代码都生成在 main.c
勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。

八、相关API说明

8.1 osSemaphoreCreate

用于创建一个二值信号量，并返回一个ID。

函数 osSemaphoreId osSemaphoreCreate (const osSemaphoreDef_t *semaphore_def, int32_t count)

参数 semaphore_def： 引用由osSemaphoreDef定义的信号量
count： 信号量数量

返回值成功返回信号量ID，失败返回0

8.2 osSemaphoreDelete

用于删除一个信号量，包括二值信号量，计数信号量，互斥量和递归互斥量。如果有任务阻塞在该信号量上，那么不要删除该信号量。

函数 osStatus osSemaphoreDelete (osSemaphoreId semaphore_id)

参数 semaphore_id： 信号量ID

返回值错误码

8.3 osSemaphoreRelease

用于释放信号量的宏。释放的信号量对象必须是已经被创建的，可以用于二值信号量、计数信号量、互斥量的释放，但不能释放由函数 xSemaphoreCreateRecursiveMutex() 创建的递归互斥量。可用在中断服务程序中。

函数 osStatus osSemaphoreRelease (osSemaphoreId semaphore_id)

参数 semaphore_id： 信号量ID

返回值错误码

8.4 osSemaphoreWait

用于获取信号量，不带中断保护。获取的信号量对象可以是二值信号量、计数信号量和互斥量，但是递归互斥量并不能使用这个 API 函数获取。可用在中断服务程序中。

函数 int32_t osSemaphoreWait (osSemaphoreId semaphore_id, uint32_t millisec)

参数 semaphore_id： 信号量ID
millisec：等待信号量可用的最大超时时间，单位为 tick（即系统节拍周期）。如果宏 INCLUDE_vTaskSuspend 定义为 1 且形参 xTicksToWait 设置为 portMAX_DELAY ，则任务将一直阻塞在该信号量上（即没有超时时间）

返回值错误码

九、二值信号量

9.1 运作机制

创建信号量时，系统会为创建的信号量对象分配内存，并把可用信号量初始化为用户自定义的个数，二值信号量的最大可用信号量个数为 1。
二值信号量获取，任何任务都可以从创建的二值信号量资源中获取一个二值信号量，获取成功则返回正确，否则任务会根据用户指定的阻塞超时时间来等待其它任务/中断释放信号量。在等待这段时间，系统将任务变成阻塞态，任务将被挂到该信号量的阻塞等待列表中。

假如某个时间中断/任务释放了信号量，那么，由于获取无效信号量而进入阻塞态的任务将获得信号量并且恢复为就绪态状态。

9.2 阻塞式

来源：Leung_ManWah

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