在本项目中，我们探讨了如何使用FreeRTOS实时操作系统，结合STM32F103C8微控制器和STM32CubeMX配置工具，来实现ALS-PT19环境光传感器的数据采集，并通过Proteus进行仿真验证。这个设计对于理解和实践嵌入式系统开发，特别是基于STM32系列芯片的物联网应用，具有重要意义。 FreeRTOS是一个轻量级的开源实时操作系统，适用于资源有限的微控制器。它提供了任务调度、信号量、互斥锁等核心功能，使开发者能构建复杂的多任务系统。在本项目中，FreeRTOS将负责管理传感器数据采集、显示以及可能的其他任务的执行顺序和优先级。 STM32F103C8是意法半导体（STMicroelectronics）的一款高性能、低成本的ARM Cortex-M3内核MCU，拥有丰富的外设接口，如GPIO、ADC、UART等，适合用于各种嵌入式应用。在这个设计中，它作为主控单元，负责读取ALS-PT19传感器的数据，处理信息并控制LCD1602显示屏显示环境光强度。 STM32CubeMX是ST官方提供的配置工具，能够简化STM32微控制器的初始化配置。通过图形化界面，用户可以设置时钟、GPIO、中断、通信接口等参数，生成相应的初始化代码，极大地提高了开发效率。在本项目中，STM32CubeMX被用来配置STM32F103C8的ADC接口，以便正确地连接和读取ALS-PT19传感器。 ALS-PT19是一款环境光传感器，常用于测量光照强度。它通过ADC接口与微控制器连接，将光线强度转换为数字信号，供MCU处理。在实际应用中，这种传感器广泛应用于智能家居、自动照明控制等领域。 Proteus是一款强大的电子电路仿真软件，支持虚拟硬件原型设计和软件模拟。在本项目中，开发者可以利用Proteus创建STM32F103C8、ALS-PT19传感器和LCD1602的虚拟模型，进行电路行为级别的验证，观察光照强度变化对显示屏的影响，无需实际硬件即可进行调试和优化。 文件"STM32F103C8.hex"是STM32F103C8微控制器的编程文件，包含了项目编译后的机器码，可以烧录到MCU中执行。而"LCD1602 & ALS-PT19 application.pdsprj"和"LCD1602 & ALS-PT19 application.pdsprj.DESKTOP-P8D5O2F.Win100.workspace"是Proteus项目的工程文件，包含了项目的所有组件和配置信息，用于在Proteus环境中运行和调试。 本项目结合了嵌入式系统设计的核心要素，包括实时操作系统、微控制器、传感器、配置工具以及仿真平台，为学习者提供了一个完整的环境光感应和显示解决方案。通过深入理解并实践这一设计，开发者可以提升其在嵌入式系统开发，尤其是STM32平台上的技能。

FreeRTOS，全称为“Free Real-Time Operating System”，是一款开源、轻量级的实时操作系统（RTOS），广泛应用于嵌入式系统，尤其是那些对实时性要求较高的物联网设备和微控制器（MCU）平台。FreeRTOS提供了任务调度、信号量、互斥锁、事件标志组、消息队列、软件定时器等丰富的内核服务，帮助开发者构建高效、可靠的嵌入式系统。 在“FreeRTOS最全学习资料.rar”这个压缩包中，我们可以期待找到一系列关于FreeRTOS的学习资源，包括但不限于： 1. **中文手册**：FreeRTOS的中文文档是初学者入门的重要参考资料。手册通常会详细介绍FreeRTOS的内核概念、设计哲学、API函数以及如何在不同硬件平台上进行移植。通过阅读中文手册，开发者可以快速理解FreeRTOS的工作原理，学会如何创建任务、设置优先级、管理内存，以及如何使用各种同步和通信机制。 2. **移植教程**：FreeRTOS的一大特点是高度可移植性，它已经支持了数百种不同的处理器架构。移植教程会指导开发者如何将FreeRTOS内核移植到新的硬件平台上，包括配置中断服务例程、设置堆栈大小、初始化时钟源等关键步骤。这对于嵌入式开发人员来说是一项重要的技能。 3. **示例代码和项目**：压缩包可能包含各种示例程序，展示了FreeRTOS功能的用法，比如简单的任务调度、任务间通信等。这些实例可以帮助开发者更好地理解和实践FreeRTOS的核心功能。 4. **学习笔记和心得**：可能还会包含其他开发者的学习笔记或经验分享，这些材料可以提供不同的视角和解决问题的策略，帮助学习者避免常见陷阱。 5. **开发工具和调试指南**：对于FreeRTOS的开发，合适的集成开发环境（IDE）和调试工具至关重要。压缩包可能包含有关如何配置IDE以支持FreeRTOS开发，以及如何使用调试器进行问题排查的信息。 6. **进阶主题**：随着对FreeRTOS的深入学习，可能会接触到高级主题，如动态内存管理、RTOS性能分析、任务间的优先级反转和死锁预防等。这些内容有助于提升开发者在复杂系统设计上的能力。 7. **实战项目**：通过实际的项目练习，开发者可以将理论知识应用于实践中，进一步巩固FreeRTOS的应用技巧。 "FreeRTOS最全学习资料.rar"这个压缩包为想要深入学习FreeRTOS的开发者提供了全面的资源，无论你是初学者还是有经验的开发者，都能从中受益匪浅。通过系统地学习和实践，你可以掌握这个强大实时操作系统的精髓，为你的嵌入式项目带来更高效的执行和更可靠的稳定性。

FreeRTOS是一种广泛使用的轻量级实时操作系统（RTOS），它为微控制器和小型嵌入式系统提供了核心调度、任务管理、同步机制和内存管理等服务。本项目"My_FreeRTOS"是作者基于FreeRTOS的源码和相关书籍，尝试自行实现的一个FreeRTOS操作系统。这既是一个学习过程，也是一个实践操作系统的挑战。 在FreeRTOS中，最重要的概念之一是任务（Task）。任务是执行特定功能的程序单元，FreeRTOS通过任务调度器来决定哪个任务应该在何时运行。每个任务都有自己的堆栈空间，确保了任务间的独立性。任务可以通过`vTaskCreate()`函数创建，并通过优先级进行调度，高优先级的任务优先执行。FreeRTOS允许动态调整任务的优先级，以应对不同场景的需求。 同步机制在FreeRTOS中主要包括信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和事件标志组（Event Flags）。信号量用于控制对共享资源的访问，当资源被占用时，其他任务可以等待信号量释放。互斥锁则确保同一时间只有一个任务能访问特定资源，提供了一种排他性的保护。事件标志组则允许将多个事件组合在一起，便于任务等待多个条件满足时再继续执行。 FreeRTOS还提供了消息队列（Message Queue）和队列（Queue）两种通信方式。消息队列允许任务间异步传递结构化数据，而普通队列则用于传输基本数据类型。它们都采用了FIFO（先进先出）的规则，提高了系统并行处理能力。 内存管理在FreeRTOS中至关重要。FreeRTOS提供了一个内存分配器，允许动态分配和释放内存块。开发者可以根据需求定制内存池，以优化内存的分配和回收。此外，FreeRTOS还支持静态内存分配，适用于那些内存大小在编译时已知的情况。 在"My_FreeRTOS"项目中，作者可能深入研究了这些核心组件的实现原理，并尝试自己编写相应的代码。这有助于深入理解FreeRTOS的工作机制，同时也能提升解决实际问题的能力。通过对比FreeRTOS官方源码，作者可以学习到如何组织任务调度、如何实现同步机制、如何设计内存管理系统，以及如何优化嵌入式系统的性能。 为了调试和分析系统行为，FreeRTOS还提供了一些内置的调试工具，如任务状态查看、堆栈溢出检测和时间统计等。这些工具对于理解系统运行状况、查找和修复问题非常有用。 "My_FreeRTOS"项目是一个很好的学习资源，它让开发者有机会亲手实现一个实时操作系统，从而更深入地掌握FreeRTOS的精髓。通过这个过程，不仅可以提升编程技能，还能对嵌入式系统设计有更全面的理解。如果你对FreeRTOS感兴趣，或者想在实践中学习RTOS，那么这个项目无疑是一个理想的起点。

在本项目中，我们将深入探讨如何使用FreeRTOS实时操作系统，结合STM32CubeMX配置工具以及STM32F103C8微控制器，来实现一个多样化的流水灯应用，并在Proteus 8.0仿真环境中进行验证。这个设计不仅涵盖了嵌入式系统的软件设计，还涉及到硬件模拟和调试技巧。 **FreeRTOS** FreeRTOS是一款轻量级的实时操作系统，广泛应用于微控制器的嵌入式系统。它提供了任务调度、信号量、互斥锁、队列等核心功能，支持优先级调度，确保任务的实时性。在本项目中，FreeRTOS将帮助我们管理不同流水灯效果的任务，确保它们有序且高效地执行。 **STM32CubeMX** STM32CubeMX是意法半导体（STMicroelectronics）提供的配置和代码生成工具，用于初始化STM32微控制器。用户可以方便地配置时钟、外设、中断等参数，生成对应的HAL库代码。在这个设计中，我们将使用STM32CubeMX配置STM32F103C8的GPIO引脚、定时器等，为流水灯效果的实现打下基础。 **STM32F103C8** STM32F103C8是STM32系列中的一款高性能微控制器，基于ARM Cortex-M3内核，具有丰富的外设接口，如GPIO、定时器等。在本项目中，STM32F103C8将作为主控芯片，通过其GPIO端口驱动LED灯，实现流水灯效果。 **Proteus 8.0仿真** Proteus是流行的电子设计自动化工具，特别适用于微控制器和数字电路的仿真。我们可以利用它在软件中构建电路模型，无需物理硬件即可测试和调试代码。在本项目中，我们将创建STM32F103C8的虚拟模型，连接LED灯，然后运行在FreeRTOS上编写的程序，观察流水灯的动态效果。 **流水灯应用设计** 流水灯是嵌入式系统中常见的示例，通常涉及GPIO输出的循环控制。在本设计中，可能会有多种流水灯模式，比如单向流动、双向流动、随机闪烁等。这需要我们灵活使用定时器来控制LED灯的亮灭间隔，并通过FreeRTOS的任务切换实现不同模式的平滑过渡。 **实现步骤** 1. 使用STM32CubeMX配置STM32F103C8，设置GPIO为输出模式，分配给LED灯。 2. 创建FreeRTOS任务，每个任务负责一种流水灯效果。 3. 设计定时器中断服务程序，定时改变LED的状态。 4. 在Proteus中建立STM32F103C8和LED灯的电路模型。 5. 将编译后的固件加载到Proteus中的虚拟MCU，启动仿真，观察流水灯效果。 通过这个项目，不仅可以掌握STM32与FreeRTOS的结合使用，还能提升在Proteus环境下的硬件仿真和软件调试能力。同时，对于理解嵌入式系统的实时性、多任务处理以及微控制器的外设操作，也是一个很好的实践案例。

该压缩文件是 GD32F470VGT6 移植 LVGL8.2+FreeRTOS ，LVGL的外部按键已经调通 可以通过物理按键控制屏幕显示，实现人机交互。下载后只需要修改屏幕显示驱动 以及按键初始化 即可实现完美移植使用。 在嵌入式系统领域，将一个成熟的操作系统和图形用户界面库移植到新的硬件平台上是一项复杂的工程。本压缩文件详细记录了如何将LVGL8.2图形库和FreeRTOS操作系统成功移植到GD32F470VGT6微控制器上。GD32F470VGT6是GigaDevice推出的一款高性能的ARM Cortex-M4微控制器，广泛应用于工业控制、医疗设备和智能仪表等领域。 LVGL，即Light and Versatile Graphics Library，是一个开源的嵌入式图形库，它为开发者提供了丰富的图形元素和功能，以实现高级的图形界面，而不会对性能造成较大的影响。FreeRTOS是一个源代码公开的实时操作系统，它能够管理多任务和时间，适合资源受限的嵌入式系统。 移植工作主要分为以下几个步骤：首先是配置和集成LVGL图形库到目标硬件上，然后是将FreeRTOS操作系统融入到微控制器的运行环境中，最后是确保系统能够通过物理按键控制屏幕显示，从而实现人机交互。 在移植过程中，开发者需要关注几个关键点：首先是屏幕显示驱动的修改，因为不同的硬件平台可能具有不同的显示参数和接口。其次是按键初始化，需要确保物理按键能够正确响应并传递事件到LVGL图形库。在压缩包中提供的“readme.txt”文件应该包含了具体的操作指南和注意事项，以帮助开发者顺利完成移植工作。 此外，压缩包中的文件结构表明，该工程包含了用于编译和部署代码的工具脚本（如keilkill.bat）、项目文档（readme.txt）、硬件抽象层（Drivers和Hardware文件夹）、用户代码层（User文件夹）、编译输出（Output文件夹）、项目文件（Projects文件夹）、示例应用（demo文件夹）、任务管理（Task文件夹）以及LVGL图形库文件（LVGL文件夹）。 开发者在进行移植时，还需要对硬件进行适当的测试和调优，以确保系统稳定可靠地运行。在硬件层面上，可能需要对时钟、中断、外设接口等进行配置。软件层面上，则需要确保FreeRTOS的任务调度与LVGL的事件处理能够协同工作，实现高效的人机交互体验。 该压缩文件提供了一套完整的解决方案，用于将LVGL8.2和FreeRTOS移植到GD32F470VGT6微控制器上，开发者通过适当地修改和配置，能够快速实现一个具备高效率图形界面的嵌入式系统。

内容概要：本文深入解析了一款企业级扫地机器人的源代码，重点讲述了FreeRTOS实时操作系统在嵌入式系统中的应用。该源码实现了延边避障、防跌落、自动充电等多种功能。文中详细介绍了硬件驱动（如陀螺仪姿态传感器BMI160、电源管理BQ24733）和软件驱动（如IIC、PWM、SPI、多路ADC与DMA、编码器输入捕获、外部中断、通信协议、IAP升级、PID控制）。此外，还提供了清晰注释的固件及其升级版本，方便工程师理解和学习。 适合人群：具备一定嵌入式开发基础，希望深入了解实时操作系统和嵌入式系统的工程师。 使用场景及目标：① 学习FreeRTOS实时操作系统在嵌入式设备中的具体应用；② 掌握扫地机器人的硬件和软件驱动实现；③ 提升对嵌入式系统的设计和优化能力。 其他说明：本文不仅提供了详细的代码解析，还包括了实际应用场景和技术细节，有助于工程师快速上手并应用于实际项目中。

1.本源码适合刚学完江科大stm32（stm32f103c8t6+标准库+面包板、杜邦线），接下来学freertos的同学参考。 2.本人就是如上流程，学习中遇到各种奇奇怪怪的问题苦苦查找csdn，评论区，gpt等方式才解决问题（移植源代码，花样报错）。 3.因为正点原子是hal库，且板子型号为STM32F4，官方的源码都不能直接拿来烧录， 为了让新同学们不踩我曾踩过的坑，所以自己规范的写了一遍每个章节的完整源码（工程模板参考评论区大佬）。 4.每个工程都亲测成功无bug，注释分明。 5.附赠归纳好的FreeRTOS API合集，方便用时查阅。 6.正点原子yyds！！！

### freeRTOS入门笔记 #### 一、FreeRTOS基础概念与术语 **FreeRTOS**（Free Real-Time Operating System）是一款开源的实时操作系统，适用于微控制器（MCU），特别适合嵌入式系统开发。FreeRTOS提供了丰富的功能，如任务管理、时间管理、任务间通信等。 #### 二、FreeRTOS中的时间管理 1. **时间片（Time Slice）**：FreeRTOS的时间单位，默认情况下设置为1毫秒。这是任务调度的基本单位。 - **trick**：即时间片的数量，默认设置为1毫秒。 2. **延时函数**： - `vTaskDelay()` 和 `osDelay()`：这些函数用于实现任务间的延迟，使得任务能够按一定的时间间隔运行。 - 相对时间延时：基于当前时间计算延时，适用于大多数情况。 - 绝对时间延时：基于特定的绝对时间点进行延时，适用于需要精确时间控制的情况。 #### 三、任务状态 FreeRTOS中的任务状态包括： 1. **运行状态**：任务正在执行中。 2. **非运行状态**：包括以下子状态： - **阻塞状态**：任务等待某个事件发生（例如信号量、互斥锁等）。 - **暂停状态**：任务被人为地暂停，不参与调度。 - **就绪状态**：任务已经准备好运行，但因为没有轮到它而暂时处于等待状态。 #### 四、任务优先级 1. **优先级定义**：每个任务都有一个优先级，FreeRTOS根据优先级高低来调度任务执行。 2. **优先级相同任务的调度原则**：如果两个任务优先级相同，则后创建的任务将优先执行。 #### 五、任务删除 1. **VTaskDelete()**：用于删除任务，通常用于不再需要的任务，可以有效地回收资源。 #### 六、队列管理 1. **静态队列创建**：一般不推荐使用动态内存分配来创建队列，而是建议使用静态队列创建。 - `xQueueCreate()`：用于创建队列，创建时队列默认为空。 - **32位数据队列**：支持最大32位的数据类型，高八位通常保留不用。 #### 七、信号量与事件组 1. **信号量管理**： - **二值信号量**：通常用于同步多个任务。 - `BaseType_t xSemaphoreTakeISR()`：获取信号量的中断安全版本。 - **计数器**：每次获取信号量时，计数器减1；释放信号量时计数器加1。 2. **事件组管理**： - 事件组提供了一种高效的方式来传递多个事件信息。 - **32位事件组**：支持最多32个不同的事件标志。 - **24位普通事件组**：支持最多24个不同的事件标志。 - **事件通知**： - 如果参数为`pdTRUE`，则将通知值清零。 - 如果参数为`pdFALSE`，则根据通知值与1的比较结果决定是否减少通知值。 #### 八、任务通知 1. **任务通知**：用于向任务发送简单消息，可以是32位的事件组或整数值。 - **输入参数**：可以指定等待时间和通知值。 - **等待时间**：指定等待通知到达的最大时间，超过该时间则自动返回。 - **返回值**：表示未改变的通知值。 #### 九、STM32CubeMX与FreeRTOS集成 1. **STM32CubeMX**：是STMicroelectronics提供的一款图形化工具，用于初始化STM32微控制器配置，包括时钟、GPIO、外设等。 2. **宏定义**：在STM32CubeMX/FreeRTOS项目中，可以通过宏定义来启用或禁用某些特性。 - **宏定义**：例如，在FreeRTOS配置文件中可以开启或关闭特定的功能，比如任务延时等。 #### 十、总结 通过上述介绍可以看出，FreeRTOS为嵌入式开发者提供了非常强大的功能和支持，特别是对于任务管理、时间管理和任务间通信等方面。掌握FreeRTOS的基本概念和常用API是进行嵌入式系统开发的重要基础。希望本文档能够帮助初学者更好地理解FreeRTOS的核心概念，并能够在实际项目中熟练应用这些技术。

[FreeRTOS+STM32CubeMX] 04 USART串口的DMA接收

硬件资源为鹿小班LXB407ZG-P1 使用USB TO TTL下载器 使用方法：5v ---5v,GND--GND,RXD---TXD，TXD--RXD 接好后打开串口软件如FlyMcu选择.hex文件，点击下载 下载成功后打开串口助手，选择串口波，特率：115200，打开串口， 接收模式选文本模式，文本编码为GBK 成功 后收到Task2正在运行 和task1正在运行 按下KEY_1后task1被删除 在当今的嵌入式系统开发领域中，FreeRTOS作为一个轻量级的操作系统，被广泛应用于小型微控制器中，以实现多任务处理和时间管理。而STM32F407ZGT6作为STMicroelectronics推出的一款高性能ARM Cortex-M4微控制器，其强大的处理能力和丰富的外设接口使其成为开发复杂应用的热门选择。将FreeRTOS操作系统移植到STM32F407ZGT6微控制器上，不仅能够有效管理微控制器的资源，还能够提高系统的稳定性和可扩展性。 为了实现这一目标，开发者通常需要进行一系列的开发和配置工作。需要准备相应的硬件开发板，例如文档中提到的鹿小班LXB407ZG-P1开发板。接着，使用USB TO TTL下载器将程序下载到微控制器中。在硬件连接方面，5v对5v, GND对GND, RXD对TXD, TXD对RXD的连接方式确保了数据的正确传输。下载过程中，需要使用支持STM32的IDE工具，如文档中提及的FlyMcu，它能够读取.hex格式的文件并将其下载到开发板上。 程序下载完毕后，通过串口软件打开相应的串口，并设置合适的波特率（如115200），确保与微控制器的通信顺畅。在串口助手中，接收模式选择文本模式，并设置为GBK编码，这样能够正确地显示从微控制器传输过来的文本信息。 程序运行后，通过串口助手可以观察到多任务操作系统的工作状态，例如会显示出“Task2正在运行”和“Task1正在运行”的字样，这表明FreeRTOS已经成功地在STM32F407ZGT6上运行。当用户通过按键（如KEY_1）进行输入时，系统能够响应外部事件，并作出相应的处理，如文档中描述的按下KEY_1后task1被删除。 整个移植过程涉及到的文件和文件夹包括了keilkilll.bat（可能用于关闭Keil软件的批处理文件）、F407ZG.ioc（STM32CubeMX项目配置文件）、.mxproject（同样与STM32CubeMX有关的项目文件）、Drivers（包含了为STM32F407ZGT6提供的驱动程序文件）、Core（可能包含了微控制器核心的源代码）、FreeRTOS（FreeRTOS操作系统的源代码文件夹），以及MDK-ARM（Keil MDK-ARM开发环境的项目文件夹），这些都是进行嵌入式系统开发不可或缺的资源。 将FreeRTOS操作系统成功移植到STM32F407ZGT6微控制器上，不仅需要对硬件进行正确的配置和连接，还需要通过专业的软件工具进行程序的编译、下载和调试。在这一过程中，开发者的细心调试和对硬件、软件细节的精确把握是确保整个移植过程顺利进行的关键。