【RTOS】TencentOS tiny 移植到STM32F429（基于CubeMX）

参考资料：TencentOS tiny 内核移植参考指南（Keil版）

一、前言

事例工程将完成以下内容

• 软件定时器（函数型）——使用TencentOS tiny定时器：500ms翻转LED0
• 任务一——使用阻塞式ADC函数获取采样值，转化为电压值，并且进行格式化完成后释放信号量
• 任务二——消耗信号量，使用阻塞式串口发送函数：显示“TencentOS tin”与ADC采样值、电压值
• 任务三——消耗信号量，使用硬件FMC总线配置TFTLCD：显示“TencentOS tin”与ADC采样值、电压值

方案二：

• 软件定时器（函数型）——使用TencentOS tiny定时器：500ms开关LED0

• 软件定时器（任务型）——使用阻塞式ADC函数获取采样值，转化为电压值，并且进行格式化存入邮箱

• 任务——获得邮件，使用阻塞式串口发送函数：显示“TencentOS tin”与ADC采样值、电压值

• 任务——获得邮件，使用硬件FMC总线配置TFTLCD：显示“TencentOS tin”与ADC采样值、电压值

二、使用STM32CubeMX新建裸机工程

1.选择MCU型号

2.配置调试接口：Pinout & Configuration=>System Core=>SYS=>Debug

3.配置RCC：Pinout & Configuration=>System Core=>RCC=>HSE/LSE

此处高低速全部设置了外部时钟

4.配置串口USART：Pinout & Configuration=>Connectivity=>USART1=>Mode

5.配置时钟：Clock Configuration=>

6.配置ADC：Pinout & Configuration=>Analog=>ADC1=>IN5

此处使用ADC1通道5，单次12位右对齐，其中查阅芯片数据手册可知ADC的挂在APB2上且时钟不应该高于36MHz，PCLK2设为了90MHz故要进行四分频

7.配置FMC：Pinout & Configuration=>Connectivity=>FMC

从原理图看出

片选NE1

类型选择LCD

寄存器选择A18

数据线16条

T_XXX为触屏相关内容，事例工程暂忽略，请根据需求进行配置

更多FMC内容请参考vitoswwang大佬的CubeMX教程

8、配置GPIO：Pinout & Configuration=>System Core=>GPIO

LED0阳极是接了3.3v，故MCU推挽输出低电平才是点亮

LCD_BL是LCD背光控制,输出速度应该设为Very High

9.准备TencentOS tiny的源码

TencentOS tiny的源码已经开源，github下载地址为：https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny.git

一级目录	二级目录	说明
arch	arm	TencentOS tiny适配的IP核架构（含M核中断、调度、tick相关代码）
board	ALIENTEK_Apollo_STM32F429	移植目标芯片的工程文件
kernel	core	TencentOS tiny内核源码
	pm	TencentOS tiny低功耗模块源码
osal	cmsis_os	TencentOS tiny提供的cmsis os 适配

由于本事例只用到TencentOS tiny的内核，所以这里只需要用到 arch、board、kernel、osal四个目录下的源码。

三、内核移植

1. 代码目录规划

找到arch、kernel、osal文件夹，board目录下则放入我们前面生成的裸机工程代码，我们移植的开发板取名叫ALIENTEK_Apollo_STM32F429,裸机代码全部拷贝到下面即可，如下图所示：

接下来进入TencentOS-tiny\board\ALIENTEK_Apollo_STM32F429\MDK-ARM目录，打开keil工程，我们开始添加TencentOS tiny的内核代码。

2. 添加arch平台代码

tos_cpu.c是TencentOS tiny 的CPU适配文件，包括堆栈初始化，中断适配，

port_s.S 文件是TencentOS tiny的任务调度汇编代码，主要做弹栈压栈等处理的，

port_c.c适配systick等。

比如现在我们移植的芯片是STM32F429IG，是ARM Cortex M4核，使用的编译器是KEIL，所以我们选择arch\arm\arm-v7m\cortex-m0+\armcc下的适配代码

3. 添加lcd驱动库

lcd驱动库由厂家编写，此处放入Src目录下，放入工程方式同上

​

以下内容与文档一致

4. 添加内核源码

内核源码kerne目录下包含core和pm两个目录，其中core下为基础内核，pm是内核中的低功耗组件；基础移植的时候可以不添加pm目录下的代码，如下图所示，添加全部基本内核源码：

5. 添加cmsis os源码

cmsis os是TencentOS tiny为了兼容cmsis标准而适配的OS抽象层，可以简化大家将业务从其他RTOS迁移到TencentOS tiny的工作量。

6. 添加TencentOS tiny头文件目录

添加头文件目录前，我们在要移植的工程目录下新增一个 TOS_CONFIG文件夹，用于存放TencentOS tiny的配置头文件，也就是接下来要新建的tos_config.h文件；

TencentOS tiny所有要添加的头文件目录如下：

7. 新建TencentOS tiny系统配置文件 tos_config.h

#ifndef _TOS_CONFIG_H_
#define  _TOS_CONFIG_H_

#include "stm32f4xx.h"	// 目标芯片头文件，用户需要根据情况更改

#define TOS_CFG_TASK_PRIO_MAX           10u 	// 配置TencentOS tiny默认支持的最大优先级数量

#define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN          0u		// 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转

#define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN           1u	// 配置TencentOS tiny是否校验指针合法

#define TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN  1u		// TencentOS tiny 动态任务创建功能宏

#define TOS_CFG_EVENT_EN                1u		// TencentOS tiny 事件模块功能宏

#define TOS_CFG_MMBLK_EN                1u		//配置TencentOS tiny是否开启内存块管理模块

#define TOS_CFG_MMHEAP_EN               1u		//配置TencentOS tiny是否开启动态内存模块

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_EN  1u		// TencentOS tiny 默认动态内存池功能宏

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_SIZE        0x100	// 配置TencentOS tiny默认动态内存池大小

#define TOS_CFG_MUTEX_EN                1u		// 配置TencentOS tiny是否开启互斥锁模块

#define TOS_CFG_MESSAGE_QUEUE_EN        1u		// 配置TencentOS tiny是否开启消息队列模块

#define TOS_CFG_MAIL_QUEUE_EN           1u		// 配置TencentOS tiny是否开启消息邮箱模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MESSAGE_QUEUE_EN	1u	// 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息队列模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MAIL_QUEUE_EN	1u		// 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息邮箱模块

#define TOS_CFG_TIMER_EN                1u		// 配置TencentOS tiny是否开启软件定时器模块

#define TOS_CFG_PWR_MGR_EN              0u		// 配置TencentOS tiny是否开启外设电源管理模块

#define TOS_CFG_TICKLESS_EN             0u		// 配置Tickless 低功耗模块开关

#define TOS_CFG_SEM_EN                  1u		// 配置TencentOS tiny是否开启信号量模块

#define TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN      1u	// 配置TencentOS tiny是否开启任务栈深度检测

#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN      0u		// 配置TencentOS tiny是否开启异常栈回溯功能

#define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE      128u	// 配置TencentOS tiny空闲任务栈大小

#define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND     1000u	// 配置TencentOS tiny的tick频率

#define TOS_CFG_CPU_CLOCK               (SystemCoreClock)	// 配置TencentOS tiny CPU频率

#define TOS_CFG_TIMER_AS_PROC           1u		// 配置是否将TIMER配置成函数模式

#endif

按照上面的模板配置好TencentOS tiny的各项功能后，将tos_config.h 文件放入要移植的board工程目录下即可

四、创建TencentOS tiny任务，测试移植结果

1. 修改部分代码

修改stm32f4xx_it.c的中断函数,在stm32f4xx_it.c文件中包含 tos_k.h 头文件

在stm32f4xx_it.c文件中的PendSV_Handler函数前添加___weak关键字，因为该函数在TencentOS tiny的调度汇编中已经重新实现；同时在SysTick_Handler函数中添加TencentOS tiny的调度处理函数，如下图所示：

2. 编写TencentOS tiny 测试内容

在main.c 中添加所需头文件，编写信号量、定时器、任务

#include "lcd.h"
#include "stdio.h"
#include "cmsis_os.h"

//timer（管理逻辑为函数）:翻转LED
k_timer_t led_tmr;
void led_timer_cb(void *pdata);

//task1:使用阻塞式ADC函数
#define ADC1_STK_SIZE		256
void adc_entry(void *pdata);
osThreadDef(adc_entry, osPriorityNormal, 1, ADC1_STK_SIZE);

//task2:串口显示
#define USART1_STK_SIZE		256
void usart_entry(void *pdata);
osThreadDef(usart_entry, osPriorityNormal, 2, USART1_STK_SIZE);

//task3:LCD显示
#define LCD_STK_SIZE		256
void lcd_entry(void *pdata);
osThreadDef(lcd_entry, osPriorityNormal, 2, LCD_STK_SIZE);

//信号量
k_sem_t adc_cplt;

void led_timer_cb(void *pdata)
{
	HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
}

void adc_entry(void *pdata)
{
		while(1)
		{
			HAL_ADC_Start(&hadc1);
	
			if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10))
			{
				adc1_in5_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
				adc1_in5_volt = adc1_in5_value * 330 / 4096;//单位：10mv	
			}
	
			HAL_ADC_Stop(&hadc1);
			sprintf((char *)str_buff,
							"Value:%4d|||||Voltage:%d.%d%dV",
							adc1_in5_value,(adc1_in5_volt/100)%10,(adc1_in5_volt/10)%10,adc1_in5_volt%10);//23
			
			osDelay(500);
      tos_sem_post_all(&adc_cplt);//释放信号量
    }
}

void usart_entry(void *pdata)
{
	k_err_t err;

	while (K_TRUE) 
	{
		err = tos_sem_pend(&adc_cplt, TOS_TIME_FOREVER);
		if (err != K_ERR_NONE)
		{
			continue;
		}
		HAL_UART_Transmit(&huart1,str_1,sizeof(str_1),10000);
		HAL_UART_Transmit(&huart1,str_buff,sizeof(str_buff),10000);
	}
}


void lcd_entry(void *pdata)
{
	k_err_t err;

	while (K_TRUE) 
	{
		err = tos_sem_pend(&adc_cplt, TOS_TIME_FOREVER);
		if (err != K_ERR_NONE)
		{
			continue;
		}
		TFTLCD_Clear(GBLUE);//清屏背景颜色为青蓝色

    TFTLCD_ShowStr(10,90,200,16,16,lcd_id);  //显示TFTLCD驱动芯片型号
		TFTLCD_ShowStr(10,150,736,32,32,str_buff);
		TFTLCD_ShowStr(120,240,700,32,32,str_1);
	}
}

如图：

继续在main.c 的mian函数中硬件外设初始化代码后添加TencentOS tiny的初始化代码：

 	TFTLCD_Init();
    sprintf((char*)lcd_id,"LCD ID:%04X",lcddev.id);//将LCD ID格式化到lcd_id数组。
	
	osKernelInitialize(); //TOS Tiny kernel initialize
	
	tos_sem_create(&adc_cplt, 0);// Create TOS Tiny sem
	tos_timer_create(&led_tmr,
                     500,
                     500,
                     led_timer_cb,
                     K_NULL,
                     TOS_OPT_TIMER_PERIODIC);// Create TOS Tiny timer：翻转LED
	tos_timer_start(&led_tmr);///Start TOS Timer
    osThreadCreate(osThread(adc_entry), NULL);// Create TOS Tiny task：使用阻塞式ADC函数
	osThreadCreate(osThread(usart_entry), NULL);// Create TOS Tiny task：串口显示
	osThreadCreate(osThread(lcd_entry), NULL);// Create TOS Tiny task：TFTLCD显示
	
    osKernelStart();//Start TOS Tiny

如图：

3.编译下载测试TencentOS tiny移植结果

选择调试下载器

编译后下载

串口：

LCD: