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μCOS_II移植到STM32F103VC过程

2016-03-06 23:17 363 查看
μC/OS-II移植STM32F103VC

一.μCOS-II源码文件结构介绍
下载地址:
https://www.micrium.com/download/micrium_stm32xxx_ucos-ii/   
这个地址下载的时候需要注册Micrium账号才能下载,源码是Micrium官方提供给移植内核ARM Cortex-M3的例子,我们所要移植的STM32F103VC芯片的内核是ARM Cortex-M3,因此我们下载这个源码文件。
下载成功之后是一个Micrium_STM32xxx_uCOS-II.exe可执行文件的压缩文件(图1)需要我们解压缩(图2)得到(图3)。
图1:
 


图2:
 


图3:
 


树形展开结构:
 


其中文件夹简单介绍:
AppNotes
在这个文件夹下有两个子文件夹,里面内容都是移植时的说明文件,我们只关心
Micrium\AppNotes\AN1xxx-RTOS\AN1018-uCOS-II-Cortex-M3\AN-1018.pdf因为这个是针对ARM Cortex-M3移植的说明。
Licensing
这个文件夹下是μCOS-II使用的许可证。
Software
CPU:STM32标准外设库。
EvalBoards: Micrium官方评估板相关代码。
uC-CPU:     基于Micrium官方评估板的uCOS-II移植代码。
uC-LCD:     Micrium官方评估板LCD驱动代码。
uC-LIB:     Micrium官方的一个库代码。
uCOS-II:    μC/OS-II源代码。
uC-Probe:   和uC-Probe相关代码。
在这个文件夹下有好多文件夹,我们只关心μCOS-II这个文件夹下的内容,在uCOS-II这个文件夹下分别有:Doc,Ports,Source三个文件夹,我们需要的是
Micrium\Software\uCOS-II\Ports\ARM-Cortex-M3\Generic\RealView 下os_cpu_c.c,os_cpu.h,os_cpu_a.asm这三个文件(图4)和Micrium\Software\uCOS-II\Source下的所有文件(图5),在之后创建工程目录结构的时候会将这些文件复制到相应目录下,并且在工程里面会添加进去相关文件。
图4:
 


图5:
 


 
二.STM32固件库V3.5.0文件结构介绍



上面的图示只是简单的将大部分内容的文件夹展现了出来,接下来介绍一下这些文件夹都存放的什么文件:
STM32F10x_StdPeriph_LibV3.5.0——————ST公司针对STM32提供的函数接口
_htmresc——————CMSIS内核和ST公司Logo
Libraries——————固件库
CMSIS——————Cortex内核软件接口标准
Core_Support——————为采用Cortex-M3核设计SOC的芯片商设计的芯片外设提供一个进入M3内核的接口
STM32F10x——————定义寄存器的地址及使用的结构封装,设备外设访问层,配置时钟频率相应的头文件
startup——————由汇编编写的系统启动文件,不同的文件对应不同的芯片型号
arm————————ARM编译器启动文件
gcc_ride7——————GCC编译器启动文件
iar——————IAR编译器启动文件
TrueSTUDIO——————TrueSTUDIO编译器启动文件
STM32F10x_StdPeriph_Driver——————CMSIS的设备外设函数,由stm32f10x_ppp.c或stm32f10x_ppp.h文件组成,ppp表示外设名称,每个外设驱动库函数对应一个头文件和源文件
STM32F10x_StdPeriph_Example——————标准外设库驱动的完整例程
STM32F10x_StdPeriph_Template————————官方的一个库工程模板
Utilities————————包含了用于STM3210B-EVAL和STM3210E-EVAL评估板的专用驱动
三.移植环境和准备工作
我这里移植的环境:
硬件:STM32F103VC芯片,ARM Cortex-M3内核
软件:μCOS-II源码版本V2.86
STM32固件库版本V3.5.0
Keil uvision5集成开发环境
准备工作:
创建UCOS-II_Project工程存放文件的文件夹目录结构,树形结构见(图6)
图6:
 


创建好存放源码文件的文件夹结构之后,现在我们开始复制源码到创建好的文件夹里面:
CMSIS:在这个文件夹下面存放内核硬件抽象层文件,复制(图7)文件到该目录下
图7:
 


MDK:该文件夹下存放创建好的keil工程相关文件,在之后创建工程的时候会用到。
CPU:在这个文件夹下存放的是μCOS-II和CPU架构之间的文件,复制uCOS-II\Cpu目录下文件(图8)到该目录下
图8:
 


STM32:
 inc:在这个文件夹下存放STM32固件库的.h文件,复制STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\inc目录下文件(图9)到该目录下
图9:
 


src:在这个目录下存放STM32固件库的.c文件,复制STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\src目录下文件(图10)到该目录下
图10:
 


UCOSII
src:在这个文件夹下存放μCOS-II的源码,复制uCOS-II\Source目录下文件(图11)到该目录下
图11:
 


USER:该文件夹用来存放创建好keil工程之后我们自己所写的板级硬件初始化文件和main函数文件等相关应用文件。
好了,基本的准备工作就做好了。
四.创建STM32的keil工程
点击keil开发软件的Project,选择下面的New μVision Project...(图12)
图12:



新建工程地址选为:UCOS-II_Project\MDK  (图13)
图13:
 


芯片选择(图14)
图14:
 


修改工程名称(图15)
图15:


 
创建工程目录和向工程目录下添加文件(图16)
图16:



修改编译输出文件目录路径(图17)
图17:



创建完成之后的工程总体目录结构(图18),在这里创建好的工程里面cpu,ucosii工程目录里面没有文件,在之后的移植过程里会将关于ucosii的文件添加进去。
图18:
 


    创建好工程之后,需要加入main函数主文件和板级硬件初始化函数的文件,在这里我将已经写好的bsp.c,debug-uart.c,ucos-main.c文件已经加入工程里了,在下面贴出代码:

/*bsp.c*/
#include
#include
#include
#include "stm32f10x.h"

static void bsp_rcc_init (void)
{
uint32_t  rcc_to;

RCC_DeInit();                                                /*  Reset the RCC clock config to the default reset state   */

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                                   /*  HSE Oscillator ON*/
rcc_to = BSP_RCC_TO_VAL;

while ((rcc_to > 0) && (RCC_WaitForHSEStartUp() != SUCCESS)) {               /* Wait until the oscilator is stable                       */
rcc_to--;
}

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);         /* Fcpu = (PLL_src * PLL_MUL) = (8 Mhz / 1) * (9) = 72Mhz*/
RCC_PLLCmd(ENABLE);

rcc_to = BSP_RCC_TO_VAL;

while ((rcc_to > 0) &&
(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)) {
rcc_to--;
}

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);                             /* Set system clock dividers*/
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);                           /* Embedded Flash Configuration*/
FLASH_HalfCycleAccessCmd(FLASH_HalfCycleAccess_Disable);
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
}

static void bsp_led_init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);

//PE8,9 ÍÆÍìÊä³ö
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}

void  bsp_led_on (uint8_t led_id)
{
switch (led_id) {
case 0:
GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9);
break;
case 1:
GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8);
break;
case 2:
GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_9);
break;
default:
break;
}
}
void  bsp_led_off (uint8_t led_id)
{
switch (led_id) {
case 0:
GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9);
break;
case 1:
GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8);
break;
case 2:
GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_9);
break;
default:
break;
}
}
void  bsp_led_toggle (uint8_t led_id)
{
uint16_t reg_val;
switch (led_id) {
case 0:
reg_val = GPIO_ReadOutputData(GPIOE);
reg_val ^= (GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9);
reg_val &= (GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9);
GPIO_SetBits(GPIOE, reg_val);
reg_val  = (~reg_val);
reg_val &= (GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9);
GPIO_ResetBits(GPIOE, reg_val);
break;
case 1:
reg_val = GPIO_ReadOutputData(GPIOE);
reg_val ^= GPIO_Pin_8;
GPIO_SetBits(GPIOE,reg_val&GPIO_Pin_8);
GPIO_ResetBits(GPIOE,(~reg_val)&GPIO_Pin_8);
break;
case 2:
reg_val = GPIO_ReadOutputData(GPIOE);
reg_val ^= GPIO_Pin_9;
GPIO_SetBits(GPIOE,reg_val&GPIO_Pin_9);
GPIO_ResetBits(GPIOE,(~reg_val)&GPIO_Pin_9);
break;
default:
break;
}
}

void SysTickInit(void)
{
//every msec got int
if (SysTick_Config(SystemCoreClock / OS_TICKS_PER_SEC))
{
/* Capture error */
while (1);
}
}

void bsp_init(void){
bsp_rcc_init();
bsp_led_init();

/* Set the Vector Table base address at 0x08000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);

/* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
}
#include
#include
#include "stm32f10x.h"

void dbg_uart_gpio_init(void){
GPIO_InitTypeDef  gpio_init;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

/* Configure GPIOA.9 as push-pull                       */
gpio_init.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;
gpio_init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
gpio_init.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);

/* Configure GPIOA.10 as input floating                 */
gpio_init.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_10;
gpio_init.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);
}

void dbg_uart_init(void){
USART_InitTypeDef  usart_init;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

usart_init.USART_BaudRate            = 115200;
usart_init.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
usart_init.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
usart_init.USART_Parity              = USART_Parity_No ;
usart_init.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
usart_init.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1, &usart_init);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);

}
void dbg_uart_int_init(void){
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the USART1 Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, DISABLE);
}

void
dbg_setup_uart(){

dbg_uart_gpio_init();
dbg_uart_init();
dbg_uart_int_init();
}

int fputc(int ch, FILE * f)
{
USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET );
return ch;
}

void uart1_sendstring(uint8_t* cp)
{
while((*cp)!='\0')
{
Usart1_Send_isr(*cp);
cp++;
}
}

void Usart1_Send_isr(uint8_t ch){
USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET );
}

#include
#include
#include
#include "task_cfg.h"
#include "ucos-main.h"
#include "debug-uart.h"
#include "bsp.h"
#include "App_Sem.h"
#include "stm32f10x_usart.h"

static void App_TaskStart (void *p_arg);
extern void app_task_create (void);

extern uint8_t SendFlag;
extern uint8_t Open_Send_Flag;
//app stack
static OS_STK App_TaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE];

/*
main
*/
int  main (void)
{
INT8U  os_err;

//BSP_IntDisAll();                                            /* Disable all ints until we are ready to accept them.  */

OSInit();                                                   /* Initialize "uC/OS-II, The Real-Time Kernel".         */

os_err = OSTaskCreateExt((void (*)(void *)) App_TaskStart,  /* Create the start task.                               */
(void          * ) 0,
(OS_STK        * )&App_TaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE - 1],
(INT8U           ) APP_TASK_START_PRIO,
(INT16U          ) APP_TASK_START_PRIO,
(OS_STK        * )&App_TaskStartStk[0],
(INT32U          ) APP_TASK_START_STK_SIZE,
(void          * )0,
(INT16U          )(OS_TASK_OPT_STK_CLR | OS_TASK_OPT_STK_CHK));

#if (OS_TASK_NAME_SIZE >= 11)
OSTaskNameSet(APP_TASK_START_PRIO, (INT8U *)"Start Task", &os_err);
#endif

OSStart();                                                  /* Start multitasking (i.e. give control to uC/OS-II).  */

return (0);
}

/*
App_TaskStart
*/

static void App_TaskStart (void *p_arg)
{
(void)p_arg;

bsp_init();                                          /* Initialize BSP functions.*/
SysTickInit();                                       /* Initialize the SysTick.*/
dbg_setup_uart();
printf("uCos-II V2.86 FM.\r\n");

#if (OS_TASK_STAT_EN > 0)
OSStatInit();                                               /* Determine CPU capacity.*/
#endif
printf("Create App Task.\r\n");
app_task_create();
/*body*/
while(1){
if(SendFlag){
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
SendFlag = 0;
Open_Send_Flag = 1;
}
bsp_led_toggle(0);
//printf("uCos-II Test.\r\n");
OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);
}
}


五.移植μC/OS-II到工程
 将UCOS-II_Project\CPU目录下的所有文件添加到工程里的cpu文件夹下,再将UCOS-II_Project\UCOSII\src目录下所有文件添加到工程里的ucosii文件夹下。(图19)
图19:


 
添加完成之后接下来进行一些代码的修改,大致的修改内容会在接下来介绍,细微的代码修改,需要在编译过程中发现去修改。
1.在ucos_ii.h文件中,删除包含头文件:#include <app_cfg.h>
2.在os_cpu_c.c文件中,添加包含STM32的头文件:#include "stm32f10x.h"
  删除所有Hook函数
  删除
  #if OS_TMR_EN > 0

      static INT16U OSTmr(tr);

  #endif

3.在os_core.c文件中,大概在line 589行处,删除:
  #if OS_DEBUG_EN > 0
      OSDebugInit();
  #endif
4.找到最关键的os_cfg.h文件
5.在includes.h文件中加入包含头文件:#include <ucos_ii.h>
6.修改startup下面的startup_stm32f10x_hd.s文件:
  将PendSVHandler修改为OS_CPU_PendSVHandler
  将SysTickHandler修改为OS_CPU_SysTickHandler
六.创建任务进行测试
    这里的任务按照ucos-ii的创建任务函数去创建,这里贴出我的截图,可以参考:
    

#include
#include
#include
#include "task_cfg.h"
#include "ucos-main.h"
#include "debug-uart.h"
#include "bsp.h"
#include "App_Sem.h"
#include "stm32f10x_usart.h"

static void App_TaskStart (void *p_arg);
extern void app_task_create (void);

extern uint8_t SendFlag;
extern uint8_t Open_Send_Flag;
//app stack
static OS_STK App_TaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE];

/*
main
*/
int  main (void)
{
INT8U  os_err;

//BSP_IntDisAll();                                            /* Disable all ints until we are ready to accept them.  */

OSInit();                                                   /* Initialize "uC/OS-II, The Real-Time Kernel".         */

os_err = OSTaskCreateExt((void (*)(void *)) App_TaskStart,  /* Create the start task.                               */
(void          * ) 0,
(OS_STK        * )&App_TaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE - 1],
(INT8U           ) APP_TASK_START_PRIO,
(INT16U          ) APP_TASK_START_PRIO,
(OS_STK        * )&App_TaskStartStk[0],
(INT32U          ) APP_TASK_START_STK_SIZE,
(void          * )0,
(INT16U          )(OS_TASK_OPT_STK_CLR | OS_TASK_OPT_STK_CHK));

#if (OS_TASK_NAME_SIZE >= 11)
OSTaskNameSet(APP_TASK_START_PRIO, (INT8U *)"Start Task", &os_err);
#endif

OSStart();                                                  /* Start multitasking (i.e. give control to uC/OS-II).  */

return (0);
}

/*
App_TaskStart
*/

static void App_TaskStart (void *p_arg)
{
(void)p_arg;

bsp_init();                                          /* Initialize BSP functions.*/
SysTickInit();                                       /* Initialize the SysTick.*/
dbg_setup_uart();
printf("uCos-II V2.86 FM.\r\n");

#if (OS_TASK_STAT_EN > 0)
OSStatInit();                                               /* Determine CPU capacity.*/
#endif
printf("Create App Task.\r\n");
app_task_create();
/*body*/
while(1){
if(SendFlag){
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TC, ENABLE);
SendFlag = 0;
Open_Send_Flag = 1;
}
bsp_led_toggle(0);
//printf("uCos-II Test.\r\n");
OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);
}
}
#include "includes.h"
#include "task_cfg.h"
#include "App_Sem.h"

static OS_STK App_TaskEx1Stk[APP_TASK_EX1_STK_SIZE];
OS_EVENT* gEventSem;

void App_Task_Ex1 (void *p_arg){
INT8U err;

(void)p_arg;
gEventSem = OSSemCreate(1);
printf("Create sem ok.\r\n");
while(1){
OSSemPend(gEventSem,0,&err);
printf("Task_Ex1 Got sem signal.\r\n");
}
}

void rcv_data_proc(unsigned char dat){
if(dat == 0x01){
OSSemPost(gEventSem);
}
}

/*
Create APP Task
*/
void app_task_create (void){
INT8U  os_err;

os_err = OSTaskCreate((void (*)(void *))App_Task_Ex1,
(void*)0,
(OS_STK*)&App_TaskEx1Stk[APP_TASK_EX1_STK_SIZE-1],
(INT8U)APP_TASK_EX1_PRIO
);
#if (OS_TASK_NAME_SIZE >= 11)
OSTaskNameSet(APP_TASK_EX1_PRIO, (INT8U *)"Ex1 Task", &os_err);
#endif
}


七.错误总结:
   1.加入printf之后程序死于BEAB BKPT 0XAB 汇编代码的时候,需要在keil编译器里面修改target下面的USE Mcrolib,选择 Use MicroLIB ,也就是C微库。
   2.遇到warning:  #223-D: function "assert_param" declared implicitly的警告时候,MDK的在工程上点右键,选择options,选择C/C++选项,在defined的框里填上USE_STDPERIPH_DRIVER就可以了。

 

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