CMSIS-RTOS V2是keil软件自带的操作系统，相较其他操作系统，该系统的有点在于移植方便，代码开源，可实时响应中断，之前查看网上资料，发现这个系统的内容特别少，个人用了一段时间，感觉特别好，写一下学习笔记，作为备用吧。写的有什么问题的，希望大神及时指正。接下来是操作系统的学习笔记。




第一篇：操作系统的移植

第一步：添加操作系统API，勾选CMSIS—RTOS2—keil RTX5

完成以后如下图显示

第二步：添加头文件，

#include"cmsis_os2.h"

#include"RTE_Components.h"

#include  CMSIS_device_header

第三步：添加main函数，V2操作系统中，有两层main函数，第一层是系统的main函数，系统上电以后，首次进入main函数，进行初始化时钟和操作系统，同时启动第二次main函数。第二层main函数是用户创建的main函数，进行用户函数的初始化和任务的创建。

//第一层main函数，不需要修改

int main (void) {

  // System Initialization

  SystemCoreClockUpdate();//初始化系统时钟

  // ...

  osKernelInitialize();//初始化系统

  osThreadNew(app_main,(void *)1,0);//启动main进程

  osKernelStart();//启动系统

  for (;;);

}

//第二层main函数，初始化用户底层驱动，建立任务等

voidapp_main(void  *argument){

   

    osKernelInitialize();

  // initialize peripherals here

       /* 初始化外设 */

   

}

第四步：系统配置，V2操作系统需对运行方式进行配置，配置文件在RTX_Config.h文件中,配置参数需根据需要配置

至此，操作系统的移植完成。

需要注意的是原工程里面不能有SysTick，PendSV和SVC三个系统中断的使用，因为RTX系统要使用这三个中断。

第二篇：线程的管理

系统配置完成以后，首先需要建立线程，至少建立一个线程才可以正常运行

线程可以处于以下状态：

运行：当前正在运行的线程处于运行状态。一次只能有一个线程处于此状态。

就绪：运行准备的线程处于就绪状态一旦。运行线程终止或被阻塞，一个下优先级最高的就绪线程将成为运行线程。

挂起：被中断的线程被延迟，等待事件发生或挂起处于挂起状态。

终止：当osThreadTerminate被调用时，线程终止与尚未发布的资源。

根本：未创建或已释放所有资源的情况终止的线程处于先前状态。

新建线程如下

osThreadId_t osThreadNew（osThreadFunc_t func，void * argument，const osThreadAttr_t * attr）

osThreadNew函数返回变量函数id，有三个参数其中func是函数名，argument是传参指针，无参数的时候是NULL，attr是线程属性，变量是NULL

体现如下：

id_SysResetThread = osThreadNew（Sys_Reset，NULL，NULL）;

id_SysResetThread是线程的ID，可以写也可以不写，根据函数需求决定，如果后续会调用该函数，则需要id，反之则不需要。后续该线程的操作都可以通过id进行调用。

线程新建以后就需要编写线程函数，线程函数是一个独立的函数，编写方法和没有系统时一样的。

无效Sys_Reset（无效*参数）

{

//编写用户函数

虽然（1）

{

osDelay（100）;

}

}

编写线程需要注意几点：

1，操作系统中的线程等同于裸机中的主函数，都是由上至下执行一次，所以在函数中如果需要重复执行的，一定要加同时循环，一直执行，否则执行一次函数以后线程关闭了，只有在下次重复调用的时候才会再次执行一次。

2，操作系统中多个线程宏上是同时执行的，但是微观上还是单独执行的，只不过执行过程中通过预定的机制转换的切换线程，微小的只有一个线程在运行，这样就需要一个机制去控制线程的切换，当线程是分片式切换时，线程中必须有堆栈函数，可以是线程等待，时间等待，时序函数等。这样线程才能释放控制权，否则会造成系统死机。

3，线程有传参，并且参数是无类型的指针，可以传递所有的数据类型，根据传参，同一个函数名可以实现多个函数功能。

CMSIS-RTOSV2系统相较RTX系统更简洁，RTX系统在新建线程需要先申明线程名，之后才能建立线程。CMSIS-RTOSV2系统不需要申明线程，直接建立线程就可以，建议如果使用RTX系统的话可以换成CMSIS-RTOSV2，操作更加方便。

一个最简单的线程就建立完成了，线程建立以后就可以运行系统了。

创建线程的时候也可以利用参数属性，同时设置线程的优先级，变量大小等

设置线程优先级表达式：

const osThreadAttr_t thread1_attr = {

  .priority = osPriorityHigh //设置高优先级   

};

int main（void）{

  osThreadNew（thread1，NULL，＆thread1_attr）; //使用设定优先级创建线程

}

设置尺寸大小示例：

const osThreadAttr_t thread1_attr = {

  .stack_size = 1024 //设置多个大小为1024字节

};

int main（void）{

  osThreadNew（thread1，NULL，＆thread1_attr）; //使用自定义尺寸大小创建线程

}

更改线程优先级：

osPriority_t osThreadGetPriority（osThreadId_t thread_id，osPriority_t优先级）

thread_id就是需要修改线程的ID，priority是修改的优先级，优先级有很多级，参数表如下

osPriorityNone	无优先级（未初始化）。
osPriorityIdle	为空闲线程保留。    此最低优先级不应用于任何其他线程。
osPriorityLow	优先级：低。
osPriorityLow1	优先级：低+1。
osPriorityLow2	优先级：低+ 2。
osPriorityLow3	优先级：低+ 3。
osPriorityLow4	优先级：低+ 4。
osPriorityLow5	优先级：低+ 5。
osPriorityLow6	优先级：低+ 6。
osPriorityLow7	优先级：低+ 7。
osPriorityBelowNormal	优先：低于正常水平。
osPriorityBelowNormal1	优先级：低于正常值+1。
osPriorityBelowNormal2	优先级：低于正常水平+ 2。
osPriorityBelowNormal3	优先级：低于正常水平+ 3。
osPriorityBelowNormal4	优先级：低于正常水平+ 4。
osPriorityBelowNormal5	优先级：低于正常水平+ 5。
osPriorityBelowNormal6	优先级：低于正常水平+ 6。
osPriorityBelowNormal7	优先级：低于正常水平+ 7。
osPriorityNormal	优先：正常。
osPriorityNormal1	优先级：正常+1。
osPriorityNormal2	优先级：正常+ 2。
osPriorityNormal3	优先级：正常+ 3。
osPriorityNormal4	优先级：正常+ 4。
osPriorityNormal5	优先级：正常+ 5。
osPriorityNormal6	优先级：正常+ 6。
osPriorityNormal7	优先级：正常+ 7。
osPriorityAboveNormal	优先：高于正常水平。
osPriorityAboveNormal1	优先级：高于正常+ 1。
osPriorityAboveNormal2	优先级：高于正常水平+ 2。
osPriorityAboveNormal3	优先级：高于正常水平+ 3。
osPriorityAboveNormal4	优先级：高于正常水平+ 4。
osPriorityAboveNormal5	优先级：高于正常水平+ 5。
osPriorityAboveNormal6	优先级：高于正常水平+ 6。
osPriorityAboveNormal7	优先级：高于正常水平+ 7。
osPriorityHigh	优先级：高。
osPriorityHigh1	优先级：高+1。
osPriorityHigh2	优先级：高+ 2。
osPriorityHigh3	优先级：高+ 3。
osPriorityHigh4	优先级：高+ 4。
osPriorityHigh5	优先级：高+ 5。
osPriorityHigh6	优先级：高+ 6。
osPriorityHigh7	优先级：高+ 7。
osPriorityRealtime	优先级：实时。
osPriorityRealtime1	优先级：实时+1。
osPriorityRealtime2	优先级：实时+ 2。
osPriorityRealtime3	优先级：实时+ 3。
osPriorityRealtime4	优先级：实时+ 4。
osPriorityRealtime5	优先级：实时+ 5。
osPriorityRealtime6	优先级：实时+ 6。
osPriorityRealtime7	优先级：实时+ 7。
优先权	为ISR延迟线程保留。    RTOS实施可能会使用此最高优先级    但不得用于任何用户线程。
osPriorityError	系统无法确定优先级或非法优先级。
osPriorityReserved	防止枚举缩小编译器优化。

返回的参数有如下：

osOK：设置成功

osErrorParameter： 线程ID为空或无效或优先级不正确

osErrorResource 线程处于无效状态的盖的状态。

osErrorISR：不能从中断服务例程中调用函数该函数

感谢分享，学习

第三篇：线程标志

线程建立以后就可以使用线程标志，类似的标志还有一个是事件标志，应该说事件标志可包含线程标志，但线程标志使用方法比事件标志简单一些，所以在一些简单应用中，线程标志使用也比较多。

线程标志设置函数：

uint32_t osThreadFlagsSet   (      osThreadId_t       thread_id,uint32_t        flags )     

thread_id：是线程ID

flags：是线程标志，根据需要设置

线程标志清除函数：

uint32_t osThreadFlagsClear(uint32_t flags)

返回当前线程标志：

uint32_t osThreadFlagsGet(void )

等待线程标志：

uint32_t osThreadFlagsWait (      uint32_t flags,uint32_t        options,uint32_t   timeout)

函数osThreadFlagsWait会暂停当前正在运行的线程的执行，直到设置了由参数标志指定的任何或所有线程标志为止。当已经设置了这些线程标志时，该函数立即返回。否则，线程将进入状态BLOCKED。

每个线程最多可设置31个线程标志，通过flags参数进行设置

Options参数指定等待的条件，有三种方式

osFlagsWaitAny等待任何标志（默认）。

osFlagsWaitAll等待所有标志。

osFlagsNoClear不要清除已指定要等待的标志。

Timeout参数设置了超时等待时间，单位是单位滴答时间。0是不等待，osWaitForever是一直等待

void Thread (void* arg) {

osThreadFlagsWait (0x00000001U, osFlagsWaitAny, osWaitForever); // 一直等待标志1被设置

osThreadFlagsWait (0x00000003U, osFlagsWaitAny, osWaitForever); //一直等待标志0或1被设置  ;

osThreadFlagsWait (0x00000003U, osFlagsWaitAll, 10); //10个时钟周期内等待0和1同时被设置，否则超时

osThreadFlagsWait (0x00000003U, osFlagsWaitAll | osFlagsNoClear,osWaitForever); // 一直等待0和1被设置，但不清除标志.

}

第四篇：事件标志

事件标志在系统中有很重要的位置。在裸机编程的时候，在多个函数之间的数据标志的传递依靠全局变量来实现，但在系统中，由于全局变量不受系统的控制，调用全局变量会增加系统的不确定性。事件标志就是为了替代全局变量实现线程之间的通信，并且事件变量是有系统统一调度的，完全受系统的控制。使用事件标志可以增加系统可靠性。每个信号最多产生31个事件标志，如果没有指定了事件标志选项osFlagsNoClear，当线程唤醒并恢复执行时，信号标志将自动清除。

建立事件

osEventFlagsId_t osEventFlagsNew    (      constosEventFlagsAttr_t *  attr  )      

attr是属性设置，用于分配内存大小，默认是NULL，在使用事件之前必须先建立事件，建立事件指定事件ID，就可以对该ID事件进行操作。简单的事件交流如下图

设定事件

uint32_t osEventFlagsSet     (      osEventFlagsId_t  ef_id,      uint32_t flags )

ef_id是事件的ID名，flag是事件标志，32位的空间，最多设置31个事件标志。

设定事件之前需要先建立事件。

设定事件错误返回值

osFlagsErrorUnknown：未指定的错误。

osFlagsErrorParameter：参数ef_id无法标识有效的事件标志对象或标志的最高位设置。

osFlagsErrorResource：事件标志对象处于无效状态。

等待事件

uint32_t osEventFlagsWait   (osEventFlagsId_t  ef_id,      uint32_t  flags,      uint32_t options,  uint32_t timeout )      

ef_id是事件的ID名，flag是事件标志，32位的空间，最多设置31个事件标志。

Option是事件选项，有以下三种选项：

osFlagsWaitAny    等待任何一个标志就绪（默认NULL等同osFlagsWaitAny）

osFlagsWaitAll      等待所有标志就绪

osFlagsNoClear     标志到达以后不清零该标志（默认情况下，标志到达后清零标志）

timeout是超时标志，单位是1个滴答周期，

timeout等于0时，该事件立即返回，没有等待事件

timeout等于osWaitForever时，该事件一直等待事件标志就绪

等待事件错误返回数值

osFlagsErrorUnknown：未指定的错误。

osFlagsErrorTimeout：在给定的时间内尚未设置等待的标志。

osFlagsErrorResource：未指定超时时，尚未设置等待的标志。

osFlagsErrorParameter：参数ef_id无法标识有效的事件标志对象或标志的最高位设置。

等待事件一定要在线程中进行，非线程中只可以设定事件，不可以等待事件，否则系统会跑飞

清除事件标志

uint32_t osEventFlagsClear  (osEventFlagsId_t ef_id,      uint32_t flags )     

获取事件标志

uint32_t osEventFlagsGet    (      osEventFlagsId_t   ef_id       )      

删除事件标志

osStatus_t osEventFlagsDelete    (      osEventFlagsId_t   ef_id       )      

获取事件名称

const char * osEventFlagsGetName    (      osEventFlagsId_t   ef_id       )      

事件示例：

#define FLAGS_MSK1 0x00000001ul

void Thread_EventSender (void *argument)

{

  evt_id =osEventFlagsNew(NULL);                //建立事件

  while (1) {   

    osEventFlagsSet(evt_id,FLAGS_MSK1);      //设置事件标志

    osDelay (1000);                                           //suspend thread

  }

}

void Thread_EventReceiver (void *argument)

{

  uint32_t flags;

  while (1) {

    flags = osEventFlagsWait(evt_id,FLAGS_MSK1,osFlagsWaitAny, osWaitForever);//一直等待事件标志就绪

  }

}

第五篇：等待函数

等待函数的使用非常简单，并且等待函数使用的是滴答计数，延时时间也很精确。在使用等待函数的时候，当前任务处于挂起的状态，其他任务可以进行调度。

系统的等待函数有两个，一个是相对等待时间，一个是绝对等待时间

相对等待函数

osStatus_t osDelay (      uint32_t  ticks )      

函数osDelay等待内核滴答中指定的时间段。对于值1，系统将等待直到下一个计时器滴答发生。实际的时间延迟最多可能比指定的时间间隔少一个计时器滴答，即osDelay(1)在下一个系统滴答发生之前立即调用，线程会立即重新调度。

延迟的线程进入BLOCKED状态，并立即进行上下文切换。在经过给定的滴答数之后，线程将自动返回到READY状态。如果线程在READY状态下具有最高优先级，则将立即对其进行调度。

void Thread_1 (void *arg)  {               

osStatus_t status;                       

uint32_t   delayTime;                     // 延时时间

delayTime = 1000;                        // 延时1000个滴答

status = osDelay (delayTime);            // 调用延时函数

}

绝对等待函数

osStatus_t osDelayUntil (      uint32_t ticks )

函数osDelayUntil等待直到达到绝对时间（在内核ticks中指定）。

内核滴答计数器溢出时的特殊情况由osDelayUntil处理。最大延迟限制为（2的 31次方）-1个滴答声。

延迟的线程进入BLOCKED状态，并立即进行上下文切换。达到给定时间后，线程将自动返回到READY状态。如果线程在READY状态下具有最高优先级，则将立即对其进行调度。

void Thread_1 (void *arg)  {

  uint32_ttick;

tick = osKernelGetTickCount();           // 返回当前滴答计数值

  for(;;) {

   tick += 1000;                          // 延迟1000个滴答

   osDelayUntil(tick);

  }

}

由于一般的滴答计数都是1ms周期的，所以最小的延迟时间就是1ms，那如果需要us级延时的话可以调用osKernelGetSysTimerCount()函数，osKernelGetSysTimerCount()函数是返回内核计数器的值，频率是内核的频率。延时函数如下：

微妙级相对等待函数

void delay_us(uint16 nus)

{

   uint32_t Buf,Buf2;

   Buf = osKernelGetSysTimerCount();//读取当前计数值

   Buf += nus*72;//当前频率是72MHz，运行一次是1/72us

   do

    {

      Buf2 = osKernelGetSysTimerCount();

   }while(Buf > Buf2);//等待计数到达

}

当然也可以使用for循环延时等待，实现us延时。

第六篇：定时器管理

系统中可以实现虚拟定时器功能，虚拟定时器最小计时周期为系统滴答周期，由于虚拟定时器会产生中断，优先级较高，所以定时器频率不宜过高，定时器中不宜处理太多事情。虚拟定时器的个数可以设定，每个定时器也可以设定为单次定时器或者重复定时器，单次定时器每次执行完都会停止。

建立定时器

osTimerId_t osTimerNew(osTimerFunc_t   func,osTimerType_t     type,void * argument,const osTimerAttr_t *     attr )

各参数定义

func  回调函数名，也是虚拟定时器中断处理函数

type  定时器类型，     osTimerOnce-单次定时器   osTimerPeriodic-重复定时器

argument      回调函数传递参数

attr  虚拟定时器属性设置，NULL是使用系统默认值

启动定时器

osStatus_t osTimerStart       (      osTimerId_t  timer_id,uint32_t  ticks )      

建立好定时器以后就可以启动定时器了，启动定时器时需要定时器名和定时器的频率

timer_id是定时器的ID，ticks是定时器进入中断的滴答值。

函数返回值有以下几种：

osOK: 定时器已经被启动

osErrorISR： 不能从中断服务程序中调用osTimerStart。

osErrorParameter：参数timer_id为NULL或无效或滴答不正确。

osErrorResource：计时器处于无效状态。

停止定时器

osStatus_t osTimerStop （    osTimerId_t   timer_id  ）   

timer_id就是定时器的ID

函数返回值有以下几种

osOK：指定的定时器已停止。

osErrorISR： 不能从中断服务程序中调用osTimerStop。

osErrorParameter：参数timer_id为NULL或无效。

osErrorResource：计时器未运行（您只能停止正在运行的计时器）。

示例

void Timer_Callback (void *arg) // 定时器回调函数

{                          

}

uint32_t  exec;             // 定时器函数回调参数

void TimerStart_example (void) {

  osTimerId_t id;                                         // 定时器ID

  uint32_t    timerDelay;                                   // 定时器周期

  osStatus_t  status;                                       // 函数返回标志

  // 建立周期定时器

  exec = 1;

  id = osTimerNew(Timer_Callback, osTimerPeriodic, &exec, NULL);

  if (id)  {

    timerDelay = 1000;

    status = osTimerStart (id,timerDelay);                 // 启动定时器

    if (status != osOK)  {// 定时器启动失败

    }

  } ;

}

楼主，使用事件是不是也可以使用信号量（可用最大数目设置为1）？？？

虚拟定时器例程分享

附件是例程

系统是CMSIS RTOS2

keil版本5.28
例程只是空模板  

mylovemcu 发表于 2020-3-12 13:17
虚拟定时器例程分享

附件是例程

Thank you so much!