آموزش نصب و راه اندازی سیستم عامل Free RTOS روی STM32

آموزش نصب و راه اندازی سیستم عامل Free RTOS روی STM32

جهت نصب و راه اندازی سیستم عامل FreeRTOS مستقیم به سراغ cubeMX می رویم، تنظیمات مربوط به میکروکنترلر STM32 را انجام می دهیم. بعد از اینکه با نحوه ی نصب و راه اندازی سیستم عامل آشنا شدیم، پروژه را در محیط Keil اجرا می کنیم و اولین تجربه عملی با سیستم عامل RTOS را رقم خواهیم زد. آماده اید ؟!

اگر از لحاظ مفهومی اطلاعاتی از سیستم عامل بلادرنگ و RTOS ها ندارید، در انتهای این مقاله، لینک های مفید را بررسی کنید، مطالب زیادی در این باره منتشر کردم.

مشاهده ویدئو

تنظیمات محیط cubeMx

شروع برنامه نویسی در محیط Keil

منبع پیشنهادی جهت یادگیری کامل FreeRTOS

---

حداقل سخت افزار مورد نیاز

در این مطلب از برد معروف و محبوب mini STM32 استفاده می کنیم که تصویر آن را در زیر مشاهده می کنید. بردی ارزان از نسل ARM Cortex-M3 که برای شروع و وارد شدن به دنیای RTOS کاملا مناسب است.

---

تنظیمات RTOS در cubeMx

از نرم افزار STM32CubeMX استفاده می کنیم تا تنظیمات اولیه پروژه را سریعتر و راحت تر در محیطی گرافیکی انجام دهیم. در این پروژه قصد داریم دو تسک تعریف کنیم و در هر تسک یک LED را به صورت چشمک زن در آوریم، به گونه ای که استقلال تسک ها را نسبت به یک دیگر ببینیم.

اگر با نرم افزار cubeMX و آماده سازی پروژه آشنایی ندارید، اینجا کلیک کنید.

---

شروع برنامه نویسی به روش RTOS

تنظیمات انجام شده در محیط cubeMX را می توانیم در محیط Keil به صورت کدهای برنامه نویسی ببینم. cubeMX به صورت پیش فرض از CMSIS-RTOS استفاده می کند و پروژه را تولید می کند. cmsis-rtos صرفا یک لایه روی API های خود FreeRTOS است. بنابراین دقت کنید که یک سیستم عامل جداگانه به حساب نمی آید، تنها شکل برنامه نویسی را تغییر می دهد. محیط Keil را مطابق تصویر زیر خواهیم داشت.

با استفاده از کد زیر اقدام به ایجاد و تعریف دو تسک Task می کنیم. به این مفهوم که مادامی که پردازنده روشن است، سیستم عامل این دو تسک را رسیدگی می کند.

#define LED1_SET(x)		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, x)
#define LED2_SET(x)		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, x)
#define DELAY_LOW		(300)
#define DELAY_HIGH		(350)


//--> tasks handle definitions
osThreadId led1TaskHandle;
osThreadId led2TaskHandle;

//--> tasks routine definitions	
void led1Task(void const * arg);
void led2Task(void const * arg);

int main(void)
{	
      //--> Init System
      HAL_Init();
      SystemClock_Config();

      //--> Config peripherals
      MX_GPIO_Init();
      MX_USART1_UART_Init();

      //--> Task1 Definition
      osThreadDef(task1, led1Task, osPriorityNormal, 0, 128);
      led1TaskHandle = osThreadCreate(osThread(task1), NULL);

      //--> Task2 Definition
      osThreadDef(task2, led2Task, osPriorityNormal, 0, 128);
      led2Taskhandle = osThreadCreate(osThread(task2), NULL);

      //--> Start Scheduler
      osKernelStart();
 
      while (1)
      {

      }
}


//--> task1 routine	
void led1Task(void const * arg)
{
	while(1)
	{
		LED1_SET(1);
		osDelay(DELAY_LOW);
		LED1_SET(0);
		osDelay(DELAY_LOW);
	}
}


//--> task2 routine
void led2Task(void const * arg)
{
	while(1)
	{
		LED2_SET(1);
		osDelay(DELAY_HIGH);
		LED2_SET(0);
		osDelay(DELAY_HIGH);
	}
}

همانطور که مشاهده می شود بعد از اجرا شدن تابع osKernelStart در تابع main ، حالت اجرای برنامه از روش bare metal به RTOS تغییر می کند و برنامه زین پس در روتین تسک های تعریف شده اجرا می شود و نه در تابع main

اگر در روش تعریف تسک Task ها کنجکاو هستید، قبلا مقاله ای در این باره نوشته شده است. برای اطلاعات بیشتر روی لینک زیر کلیک کنید.

آموزش تعریف Task در FreeRTOS

---

نحوه ی سیم بندی سخت افزار

به منظور دیدن نتیجه، سخت­ افزار ساده ­ای به شرح تصویر زیر بر روی برد­بورد می­ بندیم.

---

کامپایل برنامه و پروگرام کردن برد

همه چیز آماده است، با کلیک کردن بر روی Icon دانلود مطابق تصویر زیر در محیط Keil ، برد برنامه ریزی می شود.

در صورتی که با نحوه ی برنامه ریزی برد با St-link و یا JLINK آشنایی ندارید، لینک های زیر انواع روش های برنامه ریزی را با جزئیات به شما نشان خواهند داد.

پروگرام کردن STM32 با ST-Link

پروگرام کردن STM32 با J-Link

پروگرام کردن STM32 با ST-Link Utility

---

منابع پیشنهادی جهت یادگیری بیشتر FreeRTOS

در لینک زیر می توانید کتاب الکترونیکی را دانلود کرده و یک شروع سریع با سیستم عامل FreeRTOS برای میکروکنترلر STM32 داشته باشید.

دانلود کتاب شروع کار با RTOS

همینطور می توانید در دوره جامع آموزش سیستم عامل FreeRTOS در لینک زیر شرکت کنید.

---

لینک های مرتبط

آموزش نحوه استفاده از صف Queue در FreeRTOS

آموزش نحوه استفاده از میوتکس Mutex در FreeRTOS

---

لینک های مفید

استفاده از سیستم عامل RTOS در میکروکنترلرها

مقایسه برنامه نویسی به روش RTOS و Super Loop

RTOS یا سیستم عامل بلادرنگ چیست؟

---

اگر سوال، پیشنهاد، نظر و یا … دارید، از قسمت نظرات در پایین همین صفحه، می توانید با ما و بقیه ی خوانندگان درمیان بگذارید.