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本書非常適合于應用型本科生的教學,此外,對于嵌入式操作系統(tǒng)入門工程師來說,這本書也能滿足他們的需要。

內(nèi)容簡介

本書輔以大量的例程,全面講解了FreeRTOS的原理以及源碼,主要內(nèi)容包括任務管理和任務調(diào)度、系統(tǒng)裁減和配置、時間管理、隊列、信號量、軟件定時器、事件標志組、任務通知、低功耗Tickless模式、空閑任務以及內(nèi)存管理等。同時,本書配有大量的圖例,對于想要深入學習RTOS類系統(tǒng)原理的人來說是一個不錯的選擇。本書是再版書,相比舊版,使用了更新的FreeRTOS內(nèi)核版本作為解析對象,并針對FreeRTOS在多種ARM Cortex- M 架構(gòu)下的運行進行了介紹;同時,本書對知識點的介紹更加詳細、講解的先后順序更加合理。

本書配套資料包括視頻教程、文檔教程、各個例程的源碼及相關(guān)參考資料。

目錄

第1章 FreeRTOS簡介 1

1.1 初識FreeRTOS 1

1.1.1 什么是FreeRTOS 1

1.1.2 為什么選擇FreeRTOS 2

1.1.3 FreeRTOS的特點 2

1.1.4 商業(yè)許可 2

1.2 磨刀不誤砍柴工 3

1.2.1 查找資料 3

1.2.2 FreeRTOS官方文檔 5

1.2.3 Cortex M 架構(gòu)資料 7

1.3 FreeRTOS源碼初探 7

1.3.1 FreeRTOS源碼下載 7

1.3.2 FreeRTOS文件預覽 9

第2章 FreeRTOS移植 11

2.1 FreeRTOS移植 11

2.1.1 移植前準備 11

2.1.2 添加FreeRTOS文件 12

2.1.3 修改SYSTEM 文件 15

2.1.4 修改中斷相關(guān)文件 22

2.1.5 可選步驟(建議完成) 24

2.1.6 添加應用程序 25

2.1.7 使用AC6編譯工程(擴展) 32

2.2 FreeRTOS移植實驗 33

2.2.1 功能設(shè)計 33

2.2.2 軟件設(shè)計 34

2.2.3 下載驗證 35

第3章 FreeRTOS系統(tǒng)配置 37

3.1 FreeRTOSConfig.h文件 37

3.2 config配置項 37

3.2.1 基礎(chǔ)配置項 矯p扷CRS翪38

3.2.2 內(nèi)存分配相關(guān)定義 40

3.2.3 鉤子函數(shù)相關(guān)定義 41

3.2.4 運行時間和任務狀態(tài)統(tǒng)計相關(guān)定義 42

3.2.5 協(xié)程相關(guān)定義 43

3.2.6 軟件定時器相關(guān)定義 43

3.2.7 中斷嵌套行為配置 43

3.2.8 斷 言 44

3.2.9 FreeRTOS MPU特殊定義 44

3.3 INCLUDE配置項 45

3.4 其他配置項 46

第4章 FreeRTOS中斷管理 47

4.1 ARM Cortex M 中斷 47

4.1.1 簡 介 47

4.1.2 中斷優(yōu)先級管理 47

4.1.3 3個系統(tǒng)中斷優(yōu)先級配置寄存器 49

4.1.4 3個中斷屏蔽寄存器 50

4.1.5 中斷控制狀態(tài)寄存器 52

4.2 FreeRTOS中斷配置項 52

4.3 FreeRTOS中斷管理詳解 54

4.3.1 PendSV和SysTick中斷優(yōu)先級 54

4.3.2 FreeRTOS開關(guān)中斷 55

4.3.3 FreeRTOS進出臨界區(qū) 56

4.4 FreeRTOS中斷測試實驗 59

4.4.1 功能設(shè)計 59

4.4.2 軟件設(shè)計 59

4.4.3 下載驗證 62

第5章 FreeRTOS任務基礎(chǔ)知識 63

5.1 單任務和多任務系統(tǒng) 63

5.1.1 單任務系統(tǒng) 63

5.1.2 多任務系統(tǒng) 64

5.2 FreeRTOS任_____羅_務狀態(tài) 65

5.3 FreeRTOS任務優(yōu)先級 66

5.4 FreeRTOS任務調(diào)度方式 67

5.5 FreeRTOS任務控制塊 68

5.6 FreeRTOS任務棧 69

第6章 FreeRTOS任務相關(guān)API函數(shù) 71

6.1 FreeRTOS創(chuàng)建和刪除任務相關(guān) API函數(shù) 71

6.2 FreeRTOS任務創(chuàng)建與刪除實驗(動態(tài)方法) 75

6.2.1 功能設(shè)計 75

6.2.2 軟件設(shè)計 75

6.2.3 下載驗證 78

6.3 FreeRTOS任務創(chuàng)建與刪除實驗(靜態(tài)方法) 79

6.3.1 功能設(shè)計 79

6.3.2 軟件設(shè)計 79

6.3.3 下載驗證 83

6.4 FreeRTOS掛起和恢復任務相關(guān) API函數(shù) 84

6.5 FreeRTOS任務掛起與恢復實驗 85

6.5.1 功能設(shè)計 85

6.5.2 軟件設(shè)計 86

6.5.3 下載驗證 89

第7章 FreeRTOS列表和列表項 90

7.1 FreeRTOS列表和列表項簡介 90

7.1.1 列 表 90

7.1.2 列表項 91

7.1.3 迷你列表項 92

7.2 FreeRTOS列表和列表項相關(guān) API函數(shù) 92

7.3 FreeRTOS操作列表和列表項的宏 98

7.4 FreeRTOS列表項的插入與刪除實驗 99

7.4.1 功能設(shè)計 99

7.4.2 軟件設(shè)計 99

7.4.3 下載驗證 102

第8章 FreeRTOS系統(tǒng)啟動流程及任務相關(guān)函數(shù)解析 107

8.1 FreeRTOS開啟任務調(diào)度器 107

8.1.1 函數(shù)vTaskStartScheduler() 107

8.1.2 函數(shù)xPortStartScheduler() 110

8.2 FreeRTOS啟動第一個任務 112

8.2.1 函數(shù)prvStartFirstTask() 112

8.2.2 函數(shù)vPortSVCHandler() 113

8.3 FreeRTOS任務狀態(tài)列表 115

8.4 FreeRTOS創(chuàng)建任務函數(shù)解析 116

8.5 FreeRTOS刪除任務函數(shù)解析 127

FreeRTOS源碼詳解與應用開發(fā)———基于STM32(第2版)

?4 ?

8.6 FreeRTOS掛起任務函數(shù)解析 130

8.7 FreeRTOS恢復任務函數(shù)解析 134

8.8 FreeRTOS空閑任務 135

第9章 FreeRTOS任務切換 137

9.1 PendSV異常 137

9.2 PendSV中斷服務函數(shù) 139

9.3 FreeRTOS確定下一個要運行的任務 143

9.4 PendSV異常何時觸發(fā) 145

9.5 FreeRTOS時間片調(diào)度實驗 146

9.5.1 功能設(shè)計 146

9.5.2 軟件設(shè)計 147

9.5.3 下載驗證 149

第10章 FreeRTOS內(nèi)核控制函數(shù) 150

10.1 FreeRTOS內(nèi)核控制函數(shù)預覽 150

10.2 FreeRTOS內(nèi)核控制函數(shù)詳解 151

第11章 FreeRTOS其他任務API函數(shù) 156

11.1 FreeRTOS任務相關(guān)API函數(shù) 156

11.1.1 FreeRTOS任務相關(guān)API函數(shù)預覽 156

11.1.2 FreeRTOS任務相關(guān)API函數(shù)詳解 157

11.2 FreeRTOS任務狀態(tài)與信息查詢實驗 166

11.2.1 功能設(shè)計 166

11.2.2 軟件設(shè)計 166

11.2.3 下載驗證 170

11.3 FreeRTOS任務運行時間統(tǒng)計實驗 172

11.3.1 功能設(shè)計 172

11.3.2 軟件設(shè)計 172

11.3.3 下載驗證 176

第12章 FreeRTOS時間管理 178

12.1 FreeRTOS系統(tǒng)時鐘節(jié)拍 178

12.1.1 FreeRTOS系統(tǒng)時鐘節(jié)拍簡介 178

12.1.2 FreeRTOS系統(tǒng)時鐘節(jié)拍來源 178

12.1.3 FreeRTOS系統(tǒng)時鐘節(jié)拍處理 180

12.2 FreeRTOS任務延時函數(shù) 185

第13章 FreeRTOS隊列 193

13.1 FreeRTOS隊列簡介 193

13.2 FreeRTOS隊列相關(guān)API函數(shù) 196

13.2.1 隊列結(jié)構(gòu)體 196

13.2.2 創(chuàng)建隊列 197

13.2.3 隊列寫入消息 205

13.2.4 隊列讀取消息 215

13.2.5 隊列鎖 217

13.3 FreeRTOS隊列操作實驗 220

13.3.1 功能設(shè)計 220

13.3.2 軟件設(shè)計 220

13.3.3 下載驗證 223

13.4 FreeRTOS隊列集 223

13.5 FreeRTOS隊列集相關(guān)API函數(shù) 224

13.6 FreeRTOS隊列集操作實驗 228

13.6.1 功能設(shè)計 228

13.6.2 軟件設(shè)計 229

13.6.3 下載驗證 232

13.7 FreeRTOS隊列集模擬事件標志位實驗 234

13.7.1 功能設(shè)計 234

13.7.2 軟件設(shè)計 234

13.7.3 下載驗證 237

第14章 FreeRTOS信號量 239

14.1 FreeRTOS信號量簡介 239

14.2 FreeRTOS二值信號量 240

14.2.1 FreeRTOS二值信號量簡介 240

14.2.2 FreeRTOS二值信號量相關(guān) API函數(shù) 240

14.3 FreeRTOS二值信號量操作實驗 249

14.3.1 功能設(shè)計 249

14.3.2 軟件設(shè)計 249

14.3.3 下載驗證 252

14.4 FreeRTOS計數(shù)型信號量 253

14.4.1 FreeRTOS計數(shù)型信號量簡介 253

14.4.2 FreeRTOS計數(shù)型信號量相關(guān)API函數(shù) 253

14.5 FreeRTOS計數(shù)型信號量操作實驗 255

14.5.1 功能設(shè)計 255

14.5.2 軟件設(shè)計 255

14.5.3 下載驗證 258

14.6 優(yōu)先級翻轉(zhuǎn) 258

?

14.7 優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)實驗 260

14.7.1 功能設(shè)計 260

14.7.2 軟件設(shè)計 260

14.7.3 下載驗證 263

14.8 FreeRTOS互斥信號量 264

14.8.1 FreeRTOS互斥信號量簡介 264

14.8.2 FreeRTOS互斥信號量相關(guān) API函數(shù) 264

14.9 FreeRTOS互斥信號量操作實驗 266

14.9.1 功能設(shè)計 266

14.9.2 軟件設(shè)計 267

14.9.3 下載驗證 269

14.10 FreeRTOS遞歸互斥信號量 270

14.10.1 FreeRTOS遞歸互斥信號量簡介 270

14.10.2 FreeRTOS遞歸互斥信號量相關(guān)API函數(shù) 271

14.10.3 FreeRTOS遞歸互斥信號量的使用示例 273

第15章 FreeRTOS軟件定時器 275

15.1 FreeRTOS軟件定時器簡介 275

15.1.1 FreeRTOS軟件定時器服務任務簡介 276

15.1.2 軟件定時器命令隊列 276

15.1.3 軟件定時器的狀態(tài) 276

15.1.4 單次定時器和周期定時器 277

15.1.5 軟件定時器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 278

15.1.6 復位軟件定時器 278

15.2 FreeRTOS軟件定時器相關(guān)配置 279

15.3 FreeRTOS軟件定時器相關(guān)API函數(shù) 279

15.4 FreeRTOS軟件定時器實驗 286

15.4.1 功能設(shè)計 286

15.4.2 軟件設(shè)計 286

15.4.3 下載驗證 289

第16章 FreeRTOS事件標志組 291

16.1 FreeRTOS事件標志組簡介 291

16.2 FreeRTOS事件標志組相關(guān)API函數(shù) 292

16.3 FreeRTOS事件標志組實驗 298

16.3.1 功能設(shè)計 298

16.3.2 軟件設(shè)計 298

16.3.3 下載驗證 301

第17章 FreeRTOS任務通知 303

17.1 FreeRTOS任務通知簡介 303

17.1.1 任務通知的優(yōu)勢 304

17.1.2 任務通知的缺點 304

17.2 FreeRTOS任務通知相關(guān)API函數(shù) 305

17.3 FreeRTOS任務通知模擬二值信號量實驗 321

17.3.1 功能設(shè)計 321

17.3.2 軟件設(shè)計 321

17.3.3 下載驗證 324

17.4 FreeRTOS任務通知模擬計數(shù)型信號量實驗 324

17.4.1 功能設(shè)計 324

17.4.2 軟件設(shè)計 324

17.4.3 下載驗證 327

17.5 FreeRTOS任務通知模擬消息郵箱實驗 328

17.5.1 功能設(shè)計 328

17.5.2 軟件設(shè)計 328

17.5.3 下載驗證 331

17.6 FreeRTOS任務通知模擬事件標志組實驗 332

17.6.1 功能設(shè)計 332

17.6.2 軟件設(shè)計 332

17.6.3 下載驗證 335

第18章 FreeRTOS低功耗Tickless模式 337

18.1 FreeRTOS低功耗Tickless模式簡介 337

18.1.1 空閑任務中的低功耗Tickless處理 337

18.1.2 函數(shù)portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP() 339

18.2 FreeRTOS低功耗Tickless模式相關(guān)配置項 340

18.3 FreeRTOS低功耗Tickless實驗 340

18.3.1 功能設(shè)計 340

18.3.2 軟件設(shè)計 341

18.3.3 下載驗證 344

第19章 FreeRTOS空閑任務 345

19.1 FreeRTOS空閑任務詳解 345

19.1.1 FreeRTOS空閑任務簡介 345

19.1.2 FreeRTOS空閑任務的創(chuàng)建 345

19.1.3 FreeRTOS空閑任務的任務函數(shù) 346

19.2 FreeRTOS空閑任務鉤子函數(shù) 347

19.2.1 FreeRTOS中的鉤子函數(shù) 347

19.2.2 FreeRTOS空閑任務鉤子函數(shù) 347

19.3 FreeRTOS空閑任務鉤子函數(shù)實驗 348

19.3.1 功能設(shè)計 348

19.3.2 軟件設(shè)計 348

19.3.3 下載驗證 350

第20章 FreeRTOS內(nèi)存管理 352

20.1 FreeRTOS內(nèi)存管理簡介 352

20.2 FreeRTOS內(nèi)存管理算法 353

20.2.1 heap_1內(nèi)存管理算法 353

20.2.2 heap_2內(nèi)存管理算法 356

20.2.3 heap_3內(nèi)存管理算法 363

20.2.4 heap_4內(nèi)存管理算法 364

20.2.5 heap_5內(nèi)存管理算法 374

20.3 FreeRTOS內(nèi)存管理實驗 378

20.3.1 功能設(shè)計 378

20.3.2 軟件設(shè)計 378

20.3.3 下載驗證 381

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