stm32h7「手把手移植uCOSIII(版本3.08.00)」

2021-02-23 芯跳電子
1、準備工作

移植準備工作需要3個文件

uCOSIII源碼：【uC-CPU-master】源碼、【uC-LIB-master】源碼、【uC-OS3-master】源碼

Micrium例程：【Micrium_STM32H743ZI-Nucleo_Blinky】官方工程

裸機工程文件：【V7-001_LED】stm32h7裸機LED工程

uCOSIII源碼下載地址為：https://github.com/SiliconLabs。打開下載「uC-OS3」、「uC-LIB」、「uC-CPU」。

Micrium例程下載地址為：https://www.micrium.com/downloadcenter/ 。打開下載基於stm32h7的uCOS工程（雖然是uCOSII的，但bsp驅動同樣支持uCOSIII），如圖1

圖1

裸機工程文件：自己準備一個基於stm32h7裸機LED工程

2、建立工程文件夾

在stm32h7裸機LED工程中需要新建2個文件夾。

2-1、新建文件夾【uCOS-III】並複製源碼

解壓uCOSIII源碼：【uC-CPU-master】源碼、【uC-LIB-master】源碼、【uC-OS3-master】源碼，並刪除後綴「-master」（刪除後綴僅僅為了好看(●'◡'●)）。在stm32h7裸機LED工程根目錄新建文件夾【uCOS-III】，將3個已解壓的uCOSIII源碼複製進來，如圖2

圖22-2、新建文件夾【bsp_os】並複製源碼

解壓 Micrium 例程：【Micrium_STM32H743ZI-Nucleo_Blinky】官方工程 ，移植需要的uCOSIII bsp文件，如圖3

圖3

在stm32h7裸機LED工程文件夾【User】--【bsp】，建立新文件夾【bsp_os】，將圖3移植需要的uCOSIII bsp文件複製進來，如圖4

圖4

至此，uCOSIII源文件及需要的bsp_os文件全部複製完畢！

2-3、複製用戶編寫的文件

為了方便移植和使用，特別複製了3個白永斌編寫的文件，「app_cfg.h」、「os_cpu_isr.asm」、「includes.h」，作用分別是

「app_cfg.h」：配置用戶編寫的任務所需任務棧大小、任務優先級等

「os_cpu_isr.asm」：重命名PendSV_Handler 和 SysTick_Handler

「includes.h」 ：一般都是不同廠家的軟體包頭文件有重複定義，容易造成問題。解決方法是是底層驅動獨立一個頭文件"bsp.h"，應用獨立一個頭文件"includes.h"，如果使用到GUI，再獨立一個頭文件"maintask.h"

最終，整個uCOSIII文件體系建立起來，如圖5

圖53、建立工程文件3-1、新建目錄 uC/OS Config

新建uC/OS Config目錄，將文件夾【bsp_os】的文件app_cfg.h，文件路徑【uCOS-III\uC-CPU\Cfg\Template】、【uCOS-III\uC-LIB\Cfg\Template】、【uCOS-III\uC-OS3\Cfg\Template】所有.h文件添加進來，並設置編譯路徑，如圖6

圖63-2、新建目錄 uC/OS-III Source

新建uC/OS-III Source目錄，將文件路徑【uCOS-III\uC-OS3\Source】中除文件__dbg_uCOS-III.c外的所有.c文件添加進來，並設置編譯路徑，如圖7

圖73-3、新建目錄 uC/OS-III Port

新建uC/OS-III Port目錄，將文件路徑【uCOS-III\uC-OS3\Ports\ARM-Cortex-M\ARMv7-M】中文件os_cpu_c.c，文件路徑【uCOS-III\uC-OS3\Ports\ARM-Cortex-M\ARMv7-M\ARM】中文件os_cpu_a.asm，文件夾【bsp_os】的文件os_cpu_isr.asm添加進來，並設置編譯路徑，如圖8

圖83-4、新建目錄 uC/CPU

新建uC/CPU目錄，將文件路徑【uCOS-III\uC-CPU】中文件cpu_core.c，文件路徑【uCOS-III\uC-CPU\ARM-Cortex-M\ARMv7-M】中文件cpu_c.c，文件路徑【uCOS-III\uC-CPU\ARM-Cortex-M\ARMv7-M\ARM】中文件 cpu_a.asm 添加進來，並設置編譯路徑，如圖9

圖93-5、新建目錄 uC/LIB圖103-6、添加 bsp_os 相關文件

添加bsp_os相關文件，如圖11

圖11

至此，MDK工程所有目錄及文件已添加完畢！

4、修改文件

添加MDK工程所有目錄及文件完畢後的第一次編譯，出現55個錯誤，如圖12

圖12

cpu_cfg.h 中將使能可編程中斷優先級配置，再次編譯出現7個錯誤，如圖13

圖13

bsp_int_armv7m.c 中將CPU_REG_NVIC_VTOR 改為 CPU_REG_SCB_VTOR （因為版本3.08.00文件cpu.h中定義的變化），再次編譯出現6個錯誤，如圖14

圖14

bsp_os.c 中將原版本中的宏定義修改為版本3.08.00文件cpu.h中定義（同圖14操作），再次編譯出現2個錯誤，如圖15

圖15

stm32h7xx_it.c 中將函數PendSV_Handler屏蔽，如圖16

圖16

bsp_timer.c 中將函數SysTick_Handler通過條件編譯#if uCOS_EN == 0來屏蔽，同時在bsp.h定義條件編譯及引入uCOSIII後的開關全局中斷的宏定義，如圖17、圖18

圖17圖18

再次編譯，提示的錯誤都是"cpu_sr"沒有定義。這是因為將裸機的開關中斷改為了uCOSIII的開關中斷方式，需要在函數內部加入CPU_SR_ALLOC();定義，如圖19、圖20

圖19圖20

修改 bsp.c 中頭文件，函數 bsp_Init 分解為 System_Init 和 bsp_Init 2個函數，加入 bsp_DelayUS 和 bsp_DelayMS 函數（為了讓底層驅動在帶RTOS和裸機情況下有更好的兼容性而專門製作一個阻塞式的延遲函數，在底層驅動中ms毫秒延遲主要用於初始化，並不會影響實時性）。再次編譯出現1個錯誤，如圖21

圖21

在cpu_cfg.h中將宏定義 #define  CPU_CFG_TS_32_EN 使能，如圖22

圖22

再次編譯，出現0錯誤0警告！此時在 main.c 中編寫uCOSIII的測試函數。

App Task Start任務  ：啟動任務，這裡用作BSP驅動包處理。

App Task MspPro任務 ：消息處理，這裡用作浮點數串口列印。

App Task UserIF任務 ：按鍵消息處理。

App Task COM任務    ：浮點數串口列印。

再次編譯，出現3錯誤，如圖23

圖23

只需要將 os_cfg.h 中宏定義 OS_CFG_DBG_EN 配置為1u即可，再次編譯，0錯誤0警告！下載程序驗證。

5、結果驗證

打開串口調試助手，發現已經有浮點運算顯示，按下K1鍵，列印出各任務棧使用情況，如圖24

圖24

至此，stm32h7「手把手移植uCOSIII（版本3.08.00）」成功！

6、補充說明6-1、uCOSIII 參數配置

為了更好地運行uCOSIII，推薦開啟一些配置

cpu_cfg.h 配置，如代碼1

#if 1 /* Configure CPU interrupts disabled time ... */
#define CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN /* ... measurements feature (see Note #1a). */
#endif

#if 1 /* Configure CPU count leading zeros bits ...*/
#define CPU_CFG_LEAD_ZEROS_ASM_PRESENT /* ... assembly-version (see Note #1a). */
#endif

#if 1 /* Configure CPU count trailing zeros bits ...*/
#define CPU_CFG_TRAIL_ZEROS_ASM_PRESENT /* ... assembly-version (see Note #1b). */
#endif

代碼1

os_cfg.h 配置，如代碼2

#define OS_CFG_TS_EN 1u /* Enable (1) or Disable (0) time stamping */

#define OS_CFG_SCHED_LOCK_TIME_MEAS_EN 1u /* Include code to measure scheduler lock time */

#define OS_CFG_TASK_STK_REDZONE_EN 1u /* Enable (1) or Disable (0) stack redzone */

代碼2

6-2、uCOSIII 動態時鐘實現

移植的 Micrium 例程：【Micrium_STM32H743ZI-Nucleo_Blinky】官方工程 ，不含動態時鐘功能，動態時鐘的實現即是修改文件 bsp_os.c 。這裡尋找包含動態時鐘實現的 Micrium 例程：【Micrium_STM32F767ZI-Nucleo_Blinky】。直接替換文件 bsp_os.c 並稍稍修改（這裡不記錄修改過程，直接對比源碼查看）。

os_cfg.h 配置，如代碼3

#define OS_CFG_DYN_TICK_EN 1u /* Enable (1) or Disable (0) the Dynamic Tick */

#define OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN 0u /* Include code for Round-Robin scheduling */

代碼3

編譯後下載，動態時鐘實現成功，如圖25

圖25

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