STM32CubexMX与FreeRTOS学习

创始人

2024-05-28 20:49:30

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FreeRTOS结合MX软件开发，基础配置直接生成，我们只需要会操作即可，操作一些API函数，注意事项就是我们需要知道有哪些函数是我们写的，而哪些函数是软件自己生成的，并且我们需要知道一个外设的使用流程

LED与EXTI配置

上下拉模式和触发模式不要选择错误

对于EXTI的我们只需要操作回调函数即可，通过判断端口模式即可，再按键中我是不赞成载中断里面使用延时函数的，因此你需要学会如何避免延时函数，比如由于按键抖动我们需要多次判断，使用状态机的思维，因此我们再设置的时候，需要先关闭该中断，等检测到了真实按键按下再打开就可以了

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{if(GPIO_Pin == WK_UP_Pin){HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);  }
}

除了第一次点open之外，其余的情况点close，不然会卡，我也不知道为什么

基本定时器使用

基础定时器指：TIM6、TIM7,能完成的功能是定时、触发中断或者DMA请求（当计数器溢出产生更新事件，并且只有该事件能引起中断或DMA请求，不像其他定时器有很多中断类型。基本定时器只有更新中断），并且能输出触发信号TRGO---用于触发DAC同步电路

one pulse mode--表示是否使用定时器的单次定时模式，意思就是当计数器发生下一次溢出事件时，定时器就会停止计数，一般我们不使用

这里的定时时间为3.64ms--使用串口打印检测时间是否符合

定时时间计算--period * （ (1*(psc+1))/72M)

基本定时器的使用函数，其中我们使用MX创建的定时器默认是不打开的，因此我们需要手动打开一下，至于使用哪一种方式打开，取决于我们自己，常用中断工作方式

遇到的问题：我在TIM6的初始化函数中写了printf，出不来结果，原因是因为串口初始化没有完成，它在TIM6后面，因此无法在里面使用printf

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{static uint16_t count = 0;if(htim->Instance == TIM6){count++;if(count == 100)  {printf("enter time6\r\n");count =0;}}
} //按理说是364ms打印一次

结果接近，因此对于基础定时器我们需要开启定时器以及知道回调函数如何写即可

时间距离差不多是3.64ms

通用定时器

通用定时器TIM2-TIM5,TIM9-TIM14

功能：1---计时 2--输入捕获、输出比较、PWM生成、单脉冲模式

3--使用外部信号控制定时器，并且可以实现定时器的互连的同步电路

4---定时器支持向上计数和向下计数，并且两者溢出都能产生中断或者DMA请求

5--输入捕获和输出比较都能触发中断或者DMA请求

定时器的时钟来源--内部时钟即可，没有使用过其他定时器输出的触发信号作为时钟信号

关于时钟的来源看你的功能是啥，如果单纯想要计时，那么使用内部即可，如果想要计算外部的脉冲宽度，那么你的时钟源就是外部引脚了，当该引脚来了一个时钟你就加一

理解捕获/比较通道---由三阶段组成--输入阶段、比较阶段、输出阶段

外部信号输入到定时器中，经过边沿检测滤波、分频得到一个时钟信号驱使CCR的值相加，并且比较阶段就是比较CCR的值与CNT的值（CNT的值来源于内部时钟），通过两个值的大小可以控制引脚的输出电平

输入捕获--用于测量时钟信号的频率、脉冲宽度等

输出比较--将计数器的CNT与CCR的值比较，控制输出引脚的电平--用于PWM

PWM生成--通过ARR的值和CCR的值，在计数器CNT变化的过程中输入PWM波，PWM的波的频率由ARR决定，占空比由CCR决定

因此研究通用定时器从两个方面入手，第一个是输入捕获测量外部信号频率和宽度、、、第二个是输出我们需要的PWM波

PWM波原理

自动重载寄存器的ARR的值，决定PWM一个周期的长度，CNT的值在内部时钟的驱使下会加一，当加到ARR时，一个周期结束，至于高低电平取决于CCR的值与CNT的值比较

例如：当CNT的值从0-CCR会输出高电平，从CCR-ARR会输出低电平。说明CCR的值和ARR的值我们都可以自己设置

计算，12分频，6M的时钟，说明1/6 us一次，60000，说明需要10000us--10ms周期

Output Compare Preload称为输出比较预装载使能寄存器，作用位是TIMx_CCMRx的OCxPE位。

简单来说，如果enable，任何写入TIMx_CCRx事件到来，都不会打断当前计数周期，只能等到计完数了(更新事件)，才把TIMx_CCRx传送至当前计数寄存器。如果disable，任何写入TIMx_CCRx事件到来，都会打断当前计数周期，TIMx_CCRx的值传送至当前计数寄存器,一般都是enable

Internal clock一般为不分频，Prescaler是外部的时钟分频系数

PWM模式1：在向上计数时，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为无效电平(OC1REF=0)，否则为有效电平(OC1REF=1)。
PWM模式2：在向上计数时，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。

CH Poity-high：高电平是有效电平，1ow：低电平是有效电平

分析上面的设置，低电平的长度是高电平长度的四倍，因为0-12000输出高电平，12000-60000，输出低电平，1比4

我们需要手动打开PWMHAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);

keil软件里的减少了10倍，因此在keil软件中的周期时间为1ms，

HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);使用中断的方式启动生成PWM波，需要打开定时器的中断

输出比较中断

原理：使用CNT的值与CCR的值（pulse）的值比较，相等时会产生中断或者DMA请求，或者将状态返回，比如存在冻结、有效电平、无效电平、反转

CH Poity-high：高电平是有效电平，1ow：低电平是有效电平

软件定时器

优先级、堆栈大小，定时器指令队列长度

默认MX软件生成的定时器是没有打开的，并且并没有设置周期，因此你需要做两个操作，设置周期、打开定时器。但是做完这些操作后，发现还是有错误，原来是头文件没有加入

#include "timers.h"xTimerChangePeriod(MyTimer0Handle,pdMS_TO_TICKS(1000),portMAX_DELAY);
xTimerStart(MyTimer0Handle,portMAX_DELAY);MyTimer0Handle---为定时器句柄
portMAX_DELAY-为阻塞时间，因为定时器的实质是使用队列完成，因此队列的接收数据和发送数据是存在阻塞时间的

在HAL库中实现printf

#include "stdio.h"//重定义fputc函数 
int fputc(int ch, FILE *f)
{      while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   USART1->DR = (uint8_t) ch;      return ch;
}

重点--记得自己添加头文件

队列实现

没有套路（记得加头文件），直接配置好，其余的我们只需要使用接收或者发送函数即可

 if(KeyPress){KeyPress = 0;if(KeyNum == KEY0_PRESS){//装队列数据xQueueSend(myQueue01Handle,( void * )&senddata,0);printf("KEY0_PRESS\r\n");//   }if(KeyNum == KEY1_PRESS){printf("KEY1_PRESS\r\n");//取队列数据，并且对比，对比成功，led灯反转xQueueReceive(myQueue01Handle,( void * )&recvdata,0);if(recvdata == 9)HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);  }if(KeyNum == WK_UP_PRESS){printf("WK_UP_PRESS\r\n");}          }

二值信号量实现

一开始创建的信号量本来没有，需要一开始就释放的，但是在我实验的过程中，我一开始就获取二值信号量，获取成功了

 if(KeyNum == KEY0_PRESS)  xSemaphoreGive(myBinarySem01Handle);          if(KeyNum == KEY1_PRESS)      if( xSemaphoreTake( myBinarySem01Handle, ( TickType_t ) 0 ) == pdTRUE )//获取成功printf("get suceess\r\n");elseprintf("get fail\r\n");if(KeyNum == WK_UP_PRESS)if( xSemaphoreTake( myBinarySem01Handle, ( TickType_t ) 0 ) == pdTRUE )//获取成功printf("get suceess2\r\n");elseprintf("get fail2\r\n");实验现象--按KEY1成功获取，再按一次WK，获取失败，再按KEY0释放，再按WK获取成功

计数信号量实现

定义好计数资源，直接使用函数即可

DMA实现

DMA能实现循环接收，因此在外设到存储器的时候(相当于ADC数据通过DMA传输到我们自己定义的数组中或者存储器中），我们一般希望的都是连续接收，并且这里定义了两个DMA，一个收，一个发

都是存储器到外设，我们一般是常规模式，不然会一直发送，我们这里举例了数组--串口，如果循环的话，会一直发送，陷入死循环，因此这里的memory--外设是常规模式

外设（除了内核之外的东西都是外设），除了systick、NVIC、DMA其余基本都是外设

外设到寄存器，指的就是串口或者ADC等外设的数据到我们自己定义的数组中或者存储芯片中

寄存器到外设，一般都是数组到串口然后打印出来，常用于串口

 unsigned char s_buf[]="hello world\r\n";HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,s_buf,sizeof(s_buf));
直接使用函数进行发送，但是一般发送需要延时一会，因为有时候被其他程序占了，使用串口发送需要稍微延时一会此处一定要有延时，否则需要加入判断DMA是否传输完成的标志！！！unsigned char s_buf[]="hello world 7676775645543546789876545\r\n";HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,s_buf,sizeof(s_buf));while( hdma_usart1_tx.State == HAL_DMA_STATE_READY );  //获取DMA的状态，判断它是否准备好下一次，其实就是上一次有没有完成所以上面的可以封装一下，发送内容、发送的DMA、需要发送的串口

ADC配置

RTC配置

配置RTC时钟32.768KHZ

看门狗

在由单片机构成的微型计算机系统中单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序的跑飞，而陷入死循环；或者因为用户配置代码出现BUG，导致芯片无法正常工作，出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的模块或者芯片，俗称“看门狗”(watchdog)

简单说：看门狗的本质就是定时计数器，计数器使能之后一直在累加而喂狗就是重新写入计数器的值，时计数器重新累加，

如果在一定时间内没有接收到喂狗信号（表示MCU已经挂了），便实现处理器的自动复位重启（发送复位信号）
喂狗是自己喂的，比如设置时间为50ms，那么你必须设置一个定时器，定时在50ms之前喂狗，不然系统会重启

clock prescaler是分频系数，下面的reload value是重载值

Tout=((4×2^prescaler) ×rlr) /32

Tout=((4×2^PRER) ×RLR)/LSI时钟频率
其中 Tout 为看门狗溢出时间（单位为 ms）；prer 为看门狗时钟预分频值（IWDG_PR 值），范围为 0~7；rlr 为看门狗的重装载值（IWDG_RLR 的值）；
4×2^prer直接为IWDG counter clock prescaler的值