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本書非常適合于應(yīng)用型本科生的教學(xué),此外,對(duì)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(jiǎn)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(wù)管理和任務(wù)調(diào)度、系統(tǒng)裁減和配置、時(shí)間管理、隊(duì)列、信號(hào)量、軟件定時(shí)器、事件標(biāo)志組、任務(wù)通知、低功耗Tickless模式、空閑任務(wù)以及內(nèi)存管理等。同時(shí),本書配有大量的圖例,對(duì)于想要深入學(xué)習(xí)RTOS類系統(tǒng)原理的人來說是一個(gè)不錯(cuò)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(duì)象,并針對(duì)FreeRTOS在多種ARM Cortex- M 架構(gòu)下的運(yùn)行進(jìn)行了介紹;同時(shí),本書對(duì)知識(shí)點(diǎn)的介紹更加詳細(xì)、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(gè)例程的源碼及相關(guān)參考資料。

目錄

第1章 FreeRTOS簡(jiǎn)介 1

1.1 初識(shí)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(diǎn) 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(yù)覽 9

第2章 FreeRTOS移植 11

2.1 FreeRTOS移植 11

2.1.1 移植前準(zhǔn)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(yīng)用程序 25

2.1.7 使用AC6編譯工程(擴(kuò)展) 32

2.2 FreeRTOS移植實(shí)驗(yàn) 33

2.2.1 功能設(shè)計(jì) 33

2.2.2 軟件設(shè)計(jì) 34

2.2.3 下載驗(yàn)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(xiàng) 37

3.2.1 基礎(chǔ)配置項(xiàng) 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(yùn)行時(shí)間和任務(wù)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)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(shí)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(xiàng) 45

3.4 其他配置項(xiàng) 46

第4章 FreeRTOS中斷管理 47

4.1 ARM Cortex M 中斷 47

4.1.1 簡(jiǎn) 介 47

4.1.2 中斷優(yōu)先級(jí)管理 47

4.1.3 3個(gè)系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)配置寄存器 49

4.1.4 3個(gè)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(xiàng) 52

4.3 FreeRTOS中斷管理詳解 54

4.3.1 PendSV和SysTick中斷優(yōu)先級(jí) 54

4.3.2 FreeRTOS開關(guān)中斷 55

4.3.3 FreeRTOS進(jìn)出臨界區(qū) 56

4.4 FreeRTOS中斷測(cè)試實(shí)驗(yàn) 59

4.4.1 功能設(shè)計(jì) 59

4.4.2 軟件設(shè)計(jì) 59

4.4.3 下載驗(yàn)證 62

第5章 FreeRTOS任務(wù)基礎(chǔ)知識(shí) 63

5.1 單任務(wù)和多任務(wù)系統(tǒng) 63

5.1.1 單任務(wù)系統(tǒng) 63

5.1.2 多任務(wù)系統(tǒng) 64

5.2 FreeRTOS任_____羅_務(wù)狀態(tài) 65

5.3 FreeRTOS任務(wù)優(yōu)先級(jí) 66

5.4 FreeRTOS任務(wù)調(diào)度方式 67

5.5 FreeRTOS任務(wù)控制塊 68

5.6 FreeRTOS任務(wù)棧 69

第6章 FreeRTOS任務(wù)相關(guān)API函數(shù) 71

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

6.2 FreeRTOS任務(wù)創(chuàng)建與刪除實(shí)驗(yàn)(動(dòng)態(tài)方法) 75

6.2.1 功能設(shè)計(jì) 75

6.2.2 軟件設(shè)計(jì) 75

6.2.3 下載驗(yàn)證 78

6.3 FreeRTOS任務(wù)創(chuàng)建與刪除實(shí)驗(yàn)(靜態(tài)方法) 79

6.3.1 功能設(shè)計(jì) 79

6.3.2 軟件設(shè)計(jì) 79

6.3.3 下載驗(yàn)證 83

6.4 FreeRTOS掛起和恢復(fù)任務(wù)相關(guān) API函數(shù) 84

6.5 FreeRTOS任務(wù)掛起與恢復(fù)實(shí)驗(yàn) 85

6.5.1 功能設(shè)計(jì) 85

6.5.2 軟件設(shè)計(jì) 86

6.5.3 下載驗(yàn)證 89

第7章 FreeRTOS列表和列表項(xiàng) 90

7.1 FreeRTOS列表和列表項(xiàng)簡(jiǎn)介 90

7.1.1 列 表 90

7.1.2 列表項(xiàng) 91

7.1.3 迷你列表項(xiàng) 92

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

7.3 FreeRTOS操作列表和列表項(xiàng)的宏 98

7.4 FreeRTOS列表項(xiàng)的插入與刪除實(shí)驗(yàn) 99

7.4.1 功能設(shè)計(jì) 99

7.4.2 軟件設(shè)計(jì) 99

7.4.3 下載驗(yàn)證 102

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

8.1 FreeRTOS開啟任務(wù)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(dòng)第一個(gè)任務(wù) 112

8.2.1 函數(shù)prvStartFirstTask() 112

8.2.2 函數(shù)vPortSVCHandler() 113

8.3 FreeRTOS任務(wù)狀態(tài)列表 115

8.4 FreeRTOS創(chuàng)建任務(wù)函數(shù)解析 116

8.5 FreeRTOS刪除任務(wù)函數(shù)解析 127

FreeRTOS源碼詳解與應(yīng)用開發(fā)———基于STM32(第2版)

?4 ?

8.6 FreeRTOS掛起任務(wù)函數(shù)解析 130

8.7 FreeRTOS恢復(fù)任務(wù)函數(shù)解析 134

8.8 FreeRTOS空閑任務(wù) 135

第9章 FreeRTOS任務(wù)切換 137

9.1 PendSV異常 137

9.2 PendSV中斷服務(wù)函數(shù) 139

9.3 FreeRTOS確定下一個(gè)要運(yùn)行的任務(wù) 143

9.4 PendSV異常何時(shí)觸發(fā) 145

9.5 FreeRTOS時(shí)間片調(diào)度實(shí)驗(yàn) 146

9.5.1 功能設(shè)計(jì) 146

9.5.2 軟件設(shè)計(jì) 147

9.5.3 下載驗(yàn)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(yù)覽 150

10.2 FreeRTOS內(nèi)核控制函數(shù)詳解 151

第11章 FreeRTOS其他任務(wù)API函數(shù) 156

11.1 FreeRTOS任務(wù)相關(guān)API函數(shù) 156

11.1.1 FreeRTOS任務(wù)相關(guān)API函數(shù)預(yù)覽 156

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

11.2 FreeRTOS任務(wù)狀態(tài)與信息查詢實(shí)驗(yàn) 166

11.2.1 功能設(shè)計(jì) 166

11.2.2 軟件設(shè)計(jì) 166

11.2.3 下載驗(yàn)證 170

11.3 FreeRTOS任務(wù)運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn) 172

11.3.1 功能設(shè)計(jì) 172

11.3.2 軟件設(shè)計(jì) 172

11.3.3 下載驗(yàn)證 176

第12章 FreeRTOS時(shí)間管理 178

12.1 FreeRTOS系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍 178

12.1.1 FreeRTOS系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍簡(jiǎn)介 178

12.1.2 FreeRTOS系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍來源 178

12.1.3 FreeRTOS系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍處理 180

12.2 FreeRTOS任務(wù)延時(shí)函數(shù) 185

第13章 FreeRTOS隊(duì)列 193

13.1 FreeRTOS隊(duì)列簡(jiǎn)介 193

13.2 FreeRTOS隊(duì)列相關(guān)API函數(shù) 196

13.2.1 隊(duì)列結(jié)構(gòu)體 196

13.2.2 創(chuàng)建隊(duì)列 197

13.2.3 隊(duì)列寫入消息 205

13.2.4 隊(duì)列讀取消息 215

13.2.5 隊(duì)列鎖 217

13.3 FreeRTOS隊(duì)列操作實(shí)驗(yàn) 220

13.3.1 功能設(shè)計(jì) 220

13.3.2 軟件設(shè)計(jì) 220

13.3.3 下載驗(yàn)證 223

13.4 FreeRTOS隊(duì)列集 223

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

13.6 FreeRTOS隊(duì)列集操作實(shí)驗(yàn) 228

13.6.1 功能設(shè)計(jì) 228

13.6.2 軟件設(shè)計(jì) 229

13.6.3 下載驗(yàn)證 232

13.7 FreeRTOS隊(duì)列集模擬事件標(biāo)志位實(shí)驗(yàn) 234

13.7.1 功能設(shè)計(jì) 234

13.7.2 軟件設(shè)計(jì) 234

13.7.3 下載驗(yàn)證 237

第14章 FreeRTOS信號(hào)量 239

14.1 FreeRTOS信號(hào)量簡(jiǎn)介 239

14.2 FreeRTOS二值信號(hào)量 240

14.2.1 FreeRTOS二值信號(hào)量簡(jiǎn)介 240

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

14.3 FreeRTOS二值信號(hào)量操作實(shí)驗(yàn) 249

14.3.1 功能設(shè)計(jì) 249

14.3.2 軟件設(shè)計(jì) 249

14.3.3 下載驗(yàn)證 252

14.4 FreeRTOS計(jì)數(shù)型信號(hào)量 253

14.4.1 FreeRTOS計(jì)數(shù)型信號(hào)量簡(jiǎn)介 253

14.4.2 FreeRTOS計(jì)數(shù)型信號(hào)量相關(guān)API函數(shù) 253

14.5 FreeRTOS計(jì)數(shù)型信號(hào)量操作實(shí)驗(yàn) 255

14.5.1 功能設(shè)計(jì) 255

14.5.2 軟件設(shè)計(jì) 255

14.5.3 下載驗(yàn)證 258

14.6 優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn) 258

?

14.7 優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 260

14.7.1 功能設(shè)計(jì) 260

14.7.2 軟件設(shè)計(jì) 260

14.7.3 下載驗(yàn)證 263

14.8 FreeRTOS互斥信號(hào)量 264

14.8.1 FreeRTOS互斥信號(hào)量簡(jiǎn)介 264

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

14.9 FreeRTOS互斥信號(hào)量操作實(shí)驗(yàn) 266

14.9.1 功能設(shè)計(jì) 266

14.9.2 軟件設(shè)計(jì) 267

14.9.3 下載驗(yàn)證 269

14.10 FreeRTOS遞歸互斥信號(hào)量 270

14.10.1 FreeRTOS遞歸互斥信號(hào)量簡(jiǎn)介 270

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

14.10.3 FreeRTOS遞歸互斥信號(hào)量的使用示例 273

第15章 FreeRTOS軟件定時(shí)器 275

15.1 FreeRTOS軟件定時(shí)器簡(jiǎn)介 275

15.1.1 FreeRTOS軟件定時(shí)器服務(wù)任務(wù)簡(jiǎn)介 276

15.1.2 軟件定時(shí)器命令隊(duì)列 276

15.1.3 軟件定時(shí)器的狀態(tài) 276

15.1.4 單次定時(shí)器和周期定時(shí)器 277

15.1.5 軟件定時(shí)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 278

15.1.6 復(fù)位軟件定時(shí)器 278

15.2 FreeRTOS軟件定時(shí)器相關(guān)配置 279

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

15.4 FreeRTOS軟件定時(shí)器實(shí)驗(yàn) 286

15.4.1 功能設(shè)計(jì) 286

15.4.2 軟件設(shè)計(jì) 286

15.4.3 下載驗(yàn)證 289

第16章 FreeRTOS事件標(biāo)志組 291

16.1 FreeRTOS事件標(biāo)志組簡(jiǎn)介 291

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

16.3 FreeRTOS事件標(biāo)志組實(shí)驗(yàn) 298

16.3.1 功能設(shè)計(jì) 298

16.3.2 軟件設(shè)計(jì) 298

16.3.3 下載驗(yàn)證 301

第17章 FreeRTOS任務(wù)通知 303

17.1 FreeRTOS任務(wù)通知簡(jiǎn)介 303

17.1.1 任務(wù)通知的優(yōu)勢(shì) 304

17.1.2 任務(wù)通知的缺點(diǎn) 304

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

17.3 FreeRTOS任務(wù)通知模擬二值信號(hào)量實(shí)驗(yàn) 321

17.3.1 功能設(shè)計(jì) 321

17.3.2 軟件設(shè)計(jì) 321

17.3.3 下載驗(yàn)證 324

17.4 FreeRTOS任務(wù)通知模擬計(jì)數(shù)型信號(hào)量實(shí)驗(yàn) 324

17.4.1 功能設(shè)計(jì) 324

17.4.2 軟件設(shè)計(jì) 324

17.4.3 下載驗(yàn)證 327

17.5 FreeRTOS任務(wù)通知模擬消息郵箱實(shí)驗(yàn) 328

17.5.1 功能設(shè)計(jì) 328

17.5.2 軟件設(shè)計(jì) 328

17.5.3 下載驗(yàn)證 331

17.6 FreeRTOS任務(wù)通知模擬事件標(biāo)志組實(shí)驗(yàn) 332

17.6.1 功能設(shè)計(jì) 332

17.6.2 軟件設(shè)計(jì) 332

17.6.3 下載驗(yàn)證 335

第18章 FreeRTOS低功耗Tickless模式 337

18.1 FreeRTOS低功耗Tickless模式簡(jiǎn)介 337

18.1.1 空閑任務(wù)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(xiàng) 340

18.3 FreeRTOS低功耗Tickless實(shí)驗(yàn) 340

18.3.1 功能設(shè)計(jì) 340

18.3.2 軟件設(shè)計(jì) 341

18.3.3 下載驗(yàn)證 344

第19章 FreeRTOS空閑任務(wù) 345

19.1 FreeRTOS空閑任務(wù)詳解 345

19.1.1 FreeRTOS空閑任務(wù)簡(jiǎn)介 345

19.1.2 FreeRTOS空閑任務(wù)的創(chuàng)建 345

19.1.3 FreeRTOS空閑任務(wù)的任務(wù)函數(shù) 346

19.2 FreeRTOS空閑任務(wù)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(wù)鉤子函數(shù) 347

19.3 FreeRTOS空閑任務(wù)鉤子函數(shù)實(shí)驗(yàn) 348

19.3.1 功能設(shè)計(jì) 348

19.3.2 軟件設(shè)計(jì) 348

19.3.3 下載驗(yàn)證 350

第20章 FreeRTOS內(nèi)存管理 352

20.1 FreeRTOS內(nèi)存管理簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn) 378

20.3.1 功能設(shè)計(jì) 378

20.3.2 軟件設(shè)計(jì) 378

20.3.3 下載驗(yàn)證 381

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