FreeRTOS移植

醉千生

16人浏览 · 2026-09-01 13:21:48

醉千生 · 2026-09-01 13:21:48 发布

一、下载FreeRTOS操作系统

下载链接：https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS/releases

选择合适版本后下载并解压

二、文件移植

由于系统文件版本的不同，可能文件名不完全一样，但大概含义是相同的。

1.通用文件：source/src文件夹所有的*.c文件

2.通用头文件：include 文件夹里的所有文件

3.port/portable文件夹:MemMang文件夹下的文件（一般使用heap_4.c）、RVDS的文件夹所有文件（根据芯片类型选择对应的文件）

4.在demo文件夹中根据单片机芯片类型和编译器类型选择对应的FreeRTOSConfig.h文件，以STM32芯片和Keil编译器为例。

以上文件，为移植必备文件

三、文件内容修改

1.FreeRTOSConfig.h

configUSE_PREEMPTION	1：抢占式调度（高优先级抢占低优先级）。 0：协作式调度，任务必须主动让出 CPU，高优先级也不能抢。
configUSE_IDLE_HOOK	空闲任务工作函数。FreeRTOS 优先级最低的任务，当没有任何就绪任务可以运行时，调度器就会运行空闲任务。适合放一些不重要、没有时间要求、CPU 有空才执行的代码。最长用在低功耗模式 0：关闭钩子函数 1：必须实现钩子函数，`void vApplicationIdleHook(void)`；空闲任务每次循环都会调用它
configUSE_TICK_HOOK	系统节拍中断钩子。 0：关闭 1：每一次 SysTick 中断都会调用 `vApplicationTickHook()`
configCPU_CLOCK_HZ	CPU 内核时钟频率，单位 Hz。
configTICK_RATE_HZ	系统节拍频率（滴答定时器），例如1000=1000Hz，1ms一次中断
configMAX_PRIORITIES	最大任务优先级数量（0--x-1），数字越大，优先级越高。
configMINIMAL_STACK_SIZE	空闲任务的栈深度，单位word（4字节STM下）。128 word × 4 = 512 字节空闲任务栈。
configTOTAL_HEAP_SIZE	FreeRTOS 堆总大小。例如：17KB。用于：`xTaskCreate`、`xQueueCreate`、`xSemaphoreCreate`、`xTimerCreate` 动态申请内存。
configMAX_TASK_NAME_LEN	任务名称字符串最大长度，字节数。
configUSE_TRACE_FACILITY	任务追踪功能开关。 1：编译`uxTaskGetSystemState()、uxTaskGetStackHighWaterMark()、vTaskList()。`
configUSE_16_BIT_TICKS	系统节拍计数器宽度。 0：32 位 TickType_t。节拍计数器可以计数很久才溢出，STM32 必选 0。 1：16 位，最多 65 秒左右 Tick 就溢出，一般不用。
configIDLE_SHOULD_YIELD	空闲任务让步开关。当有多个任务优先级 = 0（和空闲任务同优先级）： 1：空闲任务运行一次后主动让出 CPU，给其他优先级 0 任务轮流执行（时间片轮转）。 0：空闲任务会一直占着 CPU，其他优先级 0 任务很难抢到时间。

2.根据实际使用，修改FreeRTOS.h相关宏定义（以下是举例）

configUSE_MUTEXES	互斥锁开关
configUSE_TIMERS	软件定时器
configUSE_COUNTING_SEMAPHORES	开启计数信号量（Counting Semaphore）功能

3.修改全局中断入口文件（存放所有外设、内核中断的中断服务函数（ISR）），以stm32f10x_it为例

SysTick 中断服务函数是 FreeRTOS 中至关重要的核心函数。FreeRTOS 所有与时间相关的调度逻辑，都依靠 SysTick 中断来完成，SysTick 相当于 FreeRTOS 的心跳时钟，驱动整个操作系统正常运行。一旦 FreeRTOS 的心跳中断失效，内核就会停止任务调度，程序卡死，所有任务都无法继续执行。因此移植 FreeRTOS 时，必须正确配置并开启 SysTick 心跳时钟。

心跳时钟的初始化工作，FreeRTOS 已经在 port.c 文件内完成封装：函数 vPortSetupTimerInterrupt() 负责完成 SysTick 定时器的配置与启动；SysTick 的中断处理逻辑也已经在 port.c 中通过 xPortSysTickHandler() 实现。基于以上，开发者仅需在芯片的中断文件 stm32f10x_it.c 中，编写平台对应的 SysTick_Handler() 中断服务函数，并在函数内部调用 xPortSysTickHandler()，即可完成心跳对接。

extern void xPortSysTickHandler(void);
//systick中断服务函数
void SysTick_Handler(void)
{    
    #if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  == 1 )
      if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
      {
    #endif  /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */  
        xPortSysTickHandler();
    #if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  == 1 )
      }
    #endif  /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}

除 SysTick 以外，任务切换所依赖的 PendSV_Handler()、系统调用所需的 SVC_Handler() 两个核心中断函数，FreeRTOS 同样已经在 port.c 文件中给出了实现，对应函数分别为 xPortPendSVHandler() 和 vPortSVCHandler()，无需开发者自行编写。所以在移植操作中，需要注释掉 stm32f10x_it.c 文件中原有的 PendSV_Handler() 与 SVC_Handler() 两个中断服务函数，避免出现函数重定义冲突。

/**
  * @brief  This function handles SVCall exception.
  * @param  None
  * @retval None
  */
//void SVC_Handler(void)
//{
//}



/**
  * @brief  This function handles PendSVC exception.
  * @param  None
  * @retval None
  */
//void PendSV_Handler(void)
//{
//}