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发表于 2016-1-9 16:23:37
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21.5 实验例程说明
21.5.1 STM32F103开发板实验
配套例子:
V4-421_RTX实验_低功耗(睡眠模式)
实验目的:
1. 学习RTX实验低功耗(睡眠模式)。
2. 通过函数DBGMCU_Config(DBGMCU_SLEEP,ENABLE);保证睡眠模式下调试器正常连接使用。
实验内容:
1.K1按键按下,串口打印。
2.K2键按下,直接发送信号量同步信号给任务AppTaskMsgPro。
任务AppTaskMsgPro接收到消息后进行消息处理。
3.各个任务实现的功能如下:
AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。
AppTaskLED任务 :LED闪烁。
AppTaskMsgPro任务 :消息处理,等待任务AppTaskUserIF发来的信号量同步信号。
AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。
4.关于低功耗的说明:
(1) STM32F10x有三种低功耗模式:
a.睡眠模式(Cortex-M3内核停止,所有外设包括Cortex-M3核心的外设,如NVIC、系统时钟(SysTick)等仍在运行)
b.停止模式(所有的时钟都已停止)
c.待机模式(1.8V电源关闭)
(2) 通过指令__WFI进入休眠模式,可以通过任意中断唤醒。
(3) 降低系统主频或者关闭外设时钟也可有效降低系统功耗。
(4) 进入低功耗状态前,设置使用的I/O引脚不产生拉电流和灌电流也可有效降低功耗。
5. 本例程的低功耗实现方法是在空闲任务中调用__WFI指令来进入低功耗模式。未做关闭外设时钟和设置I/O引脚处理。在文件RTX_Conf_CM.C文件中的函数os_idle_demon里面调用函数__WFI。
6.实际项目中推荐采用官方的tickless模式。
设计低功耗主要从以下几个方面着手:
1. 用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件,选定一个最佳的低功耗模式可以使用的低功耗方式有休眠模式,待机模式,停机模式。
2. 选择了低功耗方式后就是关闭可以关闭的外设时钟。
3. 降低系统主频。
4. 注意I/O的状态。
如果此I/O口带上拉,请设置为高电平输出或者高阻态输入;
如果此I/O口带下拉,请设置为低电平输出或者高阻态输入;
a.在睡眠模式下,所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
b.在停止模式下,所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
c.在待机模式下,所有的I/O引脚处于高阻态,除了以下的引脚:
● 复位引脚(始终有效)
● 当被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER引脚
● 被使能的唤醒引脚
5.注意I/O和外设IC的连接。
6.测低功耗的时候,一定不要连接调试器,更不能边调试边测电流。
RTX配置:
RTX配置向导详情如下:
u Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
允许创建4个任务,实际创建了如下四个任务:
AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。
AppTaskLED任务 :LED闪烁。
AppTaskMsgPro任务 :消息处理,等待任务AppTaskUserIF发来的消息邮箱数据。
AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。
l Number of tasks with user-provided stack
创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
RTX任务调试信息:
在休眠模式下,无法动态的查看任务的调试信息。下面的是单步调试时状态查看:
程序设计:
u 任务栈大小分配:
staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8]; /* 任务栈 */
staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8]; /* 任务栈*/
staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8]; /* 任务栈 */
staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8]; /* 任务栈 */
将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的,8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话,部分C语言库函数,浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u 系统栈大小分配:
u 外设初始化:
注意新加的函数初始化函数DBGMCU_Config(DBGMCU_SLEEP, ENABLE);保证睡眠模式下调试器正常连接使用。
- /*
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: bsp_Init
- * 功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。
- * 全局变量。
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void bsp_Init(void)
- {
- /* 保证睡眠模式下调试器继续可以连接使用 */
- DBGMCU_Config(DBGMCU_SLEEP, ENABLE);
-
- /* 优先级分组设置为4, 优先配置好NVIC */
- NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
-
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
- bsp_InitLed(); /* 初始LED指示灯端口 */
- bsp_InitKey(); /* 初始化按键 */
- }
复制代码 u RTX初始化:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: main
- * 功能说明: 标准c程序入口。
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- int main (void)
- {
- /* 初始化外设 */
- bsp_Init();
-
- /* 创建启动任务 */
- os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */
- 4, /* 任务优先级 */
- &AppTaskStartStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
- while(1);
- }
复制代码 u RTX任务创建:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: AppTaskCreate
- * 功能说明: 创建应用任务
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void AppTaskCreate (void)
- {
- HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF, /* 任务函数 */
- 1, /* 任务优先级 */
- &AppTaskUserIFStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
-
- HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */
- 2, /* 任务优先级 */
- &AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
-
- HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro, /* 任务函数 */
- 3, /* 任务优先级 */
- &AppTaskMsgProStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
- }
复制代码 u 睡眠模式在空闲任务实现,即配置向导文件RTX_Conf_CM.c文件中
- /*--------------------------- os_idle_demon ---------------------------------*/
- #include "stm32f10x.h"
- __task void os_idle_demon (void) {
- /* The idle demon is a system task, running when no other task is ready */
- /* to run. The 'os_xxx' function calls are not allowed from this task. */
-
- for (;;) {
- /* HERE: include optional user code to be executed when no task runs.*/
- __WFI();
- }
- }
复制代码 u 信号量的创建:
- static OS_SEM semaphore;
-
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: AppObjCreate
- * 功能说明: 创建任务通信机制
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void AppObjCreate (void)
- {
- /* 创建信号量计数值是0, 用于任务同步 */
- os_sem_init (&semaphore, 0);
- }
复制代码 u 四个RTX任务的实现:
21.5.2 STM32F407开发板实验
配套例子:
V5-421_RTX实验_低功耗(睡眠模式)
实验目的:
1. 学习RTX实验低功耗(睡眠模式)。
2. 通过函数DBGMCU_Config(DBGMCU_SLEEP,ENABLE);保证睡眠模式下调试器正常连接使用。
实验内容:
1.K1按键按下,串口打印。
2.K2键按下,直接发送信号量同步信号给任务AppTaskMsgPro。
任务AppTaskMsgPro接收到消息后进行消息处理。
3.各个任务实现的功能如下:
AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。
AppTaskLED任务 :LED闪烁。
AppTaskMsgPro任务 :消息处理,等待任务AppTaskUserIF发来的信号量同步信号。
AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。
4.关于低功耗的说明:
(1) STM32F407有三种低功耗模式:
a.睡眠模式(Cortex-M4F内核停止,所有外设包括Cortex-M4F核心的外设,如NVIC、系统时钟(SysTick)等仍在运行)。
b.停止模式(所有的时钟都已停止)。
c.待机模式(1.2V电源关闭)。
(2) 通过指令__WFI进入休眠模式,可以通过任意中断唤醒。
(3) 降低系统主频或者关闭外设时钟也可有效降低系统功耗。
(4) 进入低功耗状态前,设置使用的I/O引脚不产生拉电流和灌电流也可有效降低功耗。
5.本例程的低功耗实现方法是在空闲任务中调用__WFI指令来进入低功耗模式。未做关闭外设时钟和设置I/O引脚处理。在文件RTX_Conf_CM.C文件中的函数os_idle_demon里面调用函数__WFI。
6.实际项目中推荐采用官方的tickless模式。
设计低功耗主要从以下几个方面着手:
1. 用户需要根据最低电源消耗、最快速启动时间和可用的唤醒源等条件,选定一个最佳的低功耗模式可以使用的低功耗方式有休眠模式,待机模式,停机模式。
2. 选择了低功耗方式后就是关闭可以关闭的外设时钟。
3. 降低系统主频。
4. 注意I/O的状态。
如果此I/O口带上拉,请设置为高电平输出或者高阻态输入;
如果此I/O口带下拉,请设置为低电平输出或者高阻态输入;
a.在睡眠模式下,所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
b.在停止模式下,所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态。
c.在待机模式下,所有的I/O引脚处于高阻态,除了以下的引脚:
● 复位引脚(仍可用)。
● RTC_AF1引脚 (PC13)(如果针对入侵、时间戳、RTC闹钟输出或RTC时钟校准输出进行了配置)。
● WKUP引脚 (PA0)(如果使能)。
5.注意I/O和外设IC的连接。
6.测低功耗的时候,一定不要连接调试器,更不能边调试边测电流。
RTX配置:
RTX配置向导详情如下:
u Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
允许创建4个任务,实际创建了如下四个任务:
AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。
AppTaskLED任务 :LED闪烁。
AppTaskMsgPro任务 :消息处理,等待任务AppTaskUserIF发来的消息邮箱数据。
AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。
l Number of tasks with user-provided stack
创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
l Run in privileged mode
设置任务运行在非特权级模式
RTX任务调试信息:
程序设计:
u 任务栈大小分配:
staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8]; /* 任务栈 */
staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8]; /* 任务栈*/
staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8]; /* 任务栈 */
staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8]; /* 任务栈 */
将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的,8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话,部分C语言库函数,浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u 系统栈大小分配:
u 外设初始化:
注意新加的函数初始化函数DBGMCU_Config(DBGMCU_SLEEP, ENABLE);保证睡眠模式下调试器正常连接使用。
- /*
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: bsp_Init
- * 功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。
- * 全局变量。
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void bsp_Init(void)
- {
- /* 保证睡眠模式下调试器继续可以连接使用 */
- DBGMCU_Config(DBGMCU_SLEEP, ENABLE);
-
- /* 优先级分组设置为4, 优先配置好NVIC */
- NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
-
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
- bsp_InitLed(); /* 初始LED指示灯端口 */
- bsp_InitKey(); /* 初始化按键 */
- }
复制代码 u RTX初始化:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: main
- * 功能说明: 标准c程序入口。
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- int main (void)
- {
- /* 初始化外设 */
- bsp_Init();
-
- /* 创建启动任务 */
- os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */
- 4, /* 任务优先级 */
- &AppTaskStartStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
- while(1);
- }
复制代码 u RTX任务创建:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: AppTaskCreate
- * 功能说明: 创建应用任务
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void AppTaskCreate (void)
- {
- HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF, /* 任务函数 */
- 1, /* 任务优先级 */
- &AppTaskUserIFStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
-
- HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */
- 2, /* 任务优先级 */
- &AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
-
- HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro, /* 任务函数 */
- 3, /* 任务优先级 */
- &AppTaskMsgProStk, /* 任务栈 */
- sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
- }
复制代码 u 睡眠模式在空闲任务实现,即配置向导文件RTX_Conf_CM.c文件中
- /*--------------------------- os_idle_demon ---------------------------------*/
- #include "stm32f10x.h"
- __task void os_idle_demon (void) {
- /* The idle demon is a system task, running when no other task is ready */
- /* to run. The 'os_xxx' function calls are not allowed from this task. */
-
- for (;;) {
- /* HERE: include optional user code to be executed when no task runs.*/
- __WFI();
- }
- }
复制代码 u 信号量的创建:
- static OS_SEM semaphore;
-
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: AppObjCreate
- * 功能说明: 创建任务通信机制
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- static void AppObjCreate (void)
- {
- /* 创建信号量计数值是0, 用于任务同步 */
- os_sem_init (&semaphore, 0);
- }
复制代码 u 四个RTX任务的实现:
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