嵌入式软件工程师-嵌入式系统开发-FreeRTOS开发_FreeRTOS安全性和实时性分析.docx

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FreeRTOS开发基础

1FreeRTOS简介与特点

FreeRTOS（FreeReal-TimeOperatingSystem）是一个开源的实时操作系统内核，适用于微控制器和嵌入式系统。其主要特点包括：

免费开源：遵循MIT许可，可以免费用于商业和非商业项目。

轻量级：占用资源少，适合资源受限的微控制器。

可移植性：支持多种微控制器架构，如ARM、MIPS、8051等。

实时性：提供任务调度、时间管理、中断处理等实时操作系统功能。

模块化：内核与任务管理、信号量、互斥量等模块分离，便于定制和扩展。

2FreeRTOS环境搭建与配置

2.1环境搭建

选择开发工具：如KeiluVision、IAREmbeddedWorkbench或GCC。

获取FreeRTOS源码：从GitHub或官方网站下载。

配置开发环境：将FreeRTOS源码添加到项目中，配置编译选项。

2.2配置FreeRTOS

配置FreeRTOS主要涉及以下步骤：

配置内核：在FreeRTOSConfig.h文件中设置内核参数，如任务栈大小、任务优先级范围等。

配置硬件：在port.c和portmacro.h中定义硬件相关的函数和宏，如中断处理、寄存器访问等。

3FreeRTOS任务创建与管理

3.1任务创建

在FreeRTOS中，任务是操作系统的基本调度单位。创建任务的基本步骤如下：

#includeFreeRTOS.h

#includetask.h

voidvTask1(void*pvParameters)

{

(void)pvParameters;/*避免编译器警告*/

while(1)

{

/*任务执行代码*/

printf(Task1running.\n);

vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));/*延迟1秒*/

}

}

voidvTask2(void*pvParameters)

{

(void)pvParameters;

while(1)

{

/*任务执行代码*/

printf(Task2running.\n);

vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));/*延迟0.5秒*/

}

}

intmain(void)

{

/*创建任务*/

xTaskCreate(vTask1,Task1,configMINIMAL_STACK_SIZE,NULL,tskIDLE_PRIORITY+1,NULL);

xTaskCreate(vTask2,Task2,configMINIMAL_STACK_SIZE,NULL,tskIDLE_PRIORITY+2,NULL);

/*启动内核*/

vTaskStartScheduler();

for(;;);

}

3.2任务管理

FreeRTOS提供了任务管理功能，包括任务挂起、恢复、删除等：

/*挂起任务*/

vTaskSuspend(xTask1Handle);

/*恢复任务*/

vTaskResume(xTask1Handle);

/*删除任务*/

vTaskDelete(xTask1Handle);

4FreeRTOS信号量与互斥量使用

4.1信号量使用

信号量用于任务间的同步和资源的共享。创建和使用信号量的示例如下：

SemaphoreHandle_txSemaphore;

voidvTask1(void*pvParameters)

{

(void)pvParameters;

while(1)

{

/*等待信号量*/

if(xSemaphoreTake(xSemaphore,portMAX_DELAY)==pdTRUE)

{

/*执行临界区代码*/

printf(Task1accessingsharedresource.\n);

xSemaphoreGive(xSemaphore);/*释放信号量*/

}

}

}

voidvTask2(void*pvParameters)

{

(void)pvParameters;

while(1)

{

/