本文档介绍了将FreeRTOS移植到STM32F4系列芯片的步骤，包括下载和配置必要的库、设置UART，以及编写和编译源代码。特别强调了创建任务、设置中断处理和使用命令行界面与飞控板交互的重要性。文档还提供了对编译过程中的常见错误和相关资源的指导。

1. 移植OS & 相關IO介紹
陳品杰 <n26021539@mail.ncku.edu.tw>
林宏達 <openbox00.tw@gmail.com>
From NCKU
國立台北科技大學 / 2014-08-24
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2. 開始前的準備工作
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3. 移植OS
• 首先至FREERTOS官網下載最新版本FREERTOS
• 進行多工系統的嵌入式開發
• 至ST官網下載板子週邊lib
• http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF259429
• 使用下列網址的Makefile進行修改編譯
• https://github.com/PJayChen/STM32f4xx_Bootloader/blob/master/Makefile
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4. 移植OS
• 這邊以之前說明的test為例，將FreeRTOS、Libraries、Makefile放置
到test資料夾下
• 板子要燒入必須跟Compiler說明板子的記憶體相關資訊，所以必
須放入linkscript(自行Google查詢linkscript相關資訊)
• test資料夾下新增linkscript資料夾，內容為stm32_flash.ld檔
• stm32_flash.ld檔案內容可參照 下面網址
• https://github.com/PJayChen/STM32f4xx_Bootloader/blob/master/linkscript/stm32_flas
h.ld
• 在test資料夾下新增source code跟include資料夾，名稱跟Makefile
設定路徑一樣
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5. 移植OS
• 所以我們便在test資料夾下新增src跟inc兩個資料夾
• 注意因為Makefile內容將freertos移至Libraries內，若要將freertos拉到test
資料夾，Makefile也請一併更該PATH
• 最後test資料夾下會只有2個檔案+4資料夾
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6. UART設置
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7. 啟用UART
• 於src資料夾下，創建main.c，內容可依照下面網址
• https://github.com/PJayChen/STM32f4xx_Bootloader/blob/master/src/main.
c
• 其內容主要是創建3個task，分別做UART的測試
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8. 啟用UART
• 進入main一開始我們必須設置一個Queue來放置UART傳送的MSG
• 設置Queue的方式可到FreeRtos的官網輸入xQueueCreate會出現使用方法
如下
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需要include的*.h檔
函式使用的方式
設置Queue的長度
設置Queue一格的大小
一格大小是一個Char

9. 啟用UART
• 設定好Queue後我們必須設置接收的function
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10. 啟用UART
• src/hw_it.c內容是設置USART為中斷處理(不是polling的方式)
• 所 以 必 須 撰 寫 中 斷 處 理 常 式 ， 這 邊 我 們 在 prvSetupHardware 內 的
USART_Configuration 為 開 啟 USART1 ， 所 以 中 斷 函 式 的 名 稱 為
USART1_IRQHandler(為Libraries/CMSIS/Device/startup_stm32f40xx.s設定好
的)。
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11. 啟用UART
• 接著必須設定板子的GPIO打開UART，透過main底下的 prvSetupHardware()來
設定，此函式會呼叫src/hw_conf.c
• hw_conf.c會執行
• NVIC_SetVectorTable，中斷的設置
• NVIC_PriorityGroupConfig，中斷優先權設置
• USART_Configuration，USART的設置
• 相關設置的參數可以至http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/PWM看程式碼說明
• (最後面附註的四個網址也都有說明)
• 其餘myio.c與String.c為實現printf相關檔案
• (請試著讀懂它，將來就業也是透過讀懂別人的Source Code來修改加入自己的功能，請
事先練習，為將來先做準備)。
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12. 啟用UART
• 試著使用make編譯，若發生路徑錯誤找不到檔案，請修改Makefle(這邊可能會出現
很多錯誤，請練習著修改)，將不必要的檔案刪除盡量簡化資料夾內容。
• 其中Source內的startup檔案請選擇gcc的資料夾下的startup
• Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/gcc_ride7/startup_stm32f40xx.s
• 板子(stm32f4相關的檔案)的編譯都通過後，可能會出現Freertos的錯誤
• 可能錯誤的原因有資料夾的大小寫、路徑錯誤、缺少FreeRTOSConfig.h、缺少portable.h、檔
案名稱不同(startup_stm32f4xx.s -> startup_stm32f40xx.s)
• 其中FreeRTOSConfig.h請參照下面網址編寫(將欲打開的設定打開、priority大小設定、以及
TASK命名長度等等)
• https://github.com/PJayChen/STM32f4xx_Bootloader/blob/master/Libraries/freeRTOS/FreeRTOSConfig.h
• portable.h位於portable/GCC/ARM_CM4F/底下，獎資料夾下兩個檔案複製到Freertos資料夾下
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13. 啟用UART
• 完成編譯後的情況
• 這時候資料夾下會多出幾個檔案(切忌之前提過的不要將非必要的
檔案上傳到GITHUB，如這些編譯後的產生檔*.o,*.elf,*.hex及暫存
檔*.~等等)
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14. 啟用UART
• 如果不想要上傳非必要的檔案，請在專案資料夾下(這邊即是test
資料夾)新增一個.gitignore的隱藏檔，內容為
• 編譯產生的檔案也可以加入，這邊視需求自行新增。
• 若在圖形化介面下看不到隱藏檔案，可使用Ctrl+H顯示所有檔案
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15. 燒入
• 編譯完成後可使用make qemu對板子做燒入動作(板子不可連接
USB3.0只能用2.0，因為LINUX要支援3.0必須經過設置)
• 燒入完成後的結果如下
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16. 練習SHELL撰寫
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17. 練習加入Shell task，創造指令
• 請於main.c的main()內加入一個task為Shell，此task內容為偵測使用者輸
入的字元判斷是否為有效指令做出相應的動作。
• 可參照https://github.com/openbox00/quadcopter/blob/master/src/shell.c
• Shell這個task很重要，飛行器的控制都是透過解析字元，做出相應的動
作
• 如控制轉速(上升、下降)、前後左右、立即停止(重要!如果發生問題請不要猶豫
按下停止)
• 因為我們是透過手機APP(這邊若是使用Android手機是連接不到飛控板
上的WIFI，必須經過Root，但是Apple手機的可以連接，所以最好是有
人會寫Apple的APP這樣比較方便)控制，所以手機發出的訊號相當於透
過WIFI傳送字元給飛控板，飛控板的SHELL接收到字元做出相應的動作
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18. 附註
• 請善用grep、find、man指令
• 請熟悉vi操作
• 請熟讀gun make manual
• http://www.gnu.org/software/make/manual/html_node/
• 這些東西都是會用到，但是不熟會卡很久，請務必熟悉，對未來就業是很有
幫助的
• 請先閱讀
• http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/USART
• http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/PWM
• http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/SPI
• http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/GPIO
• 這些都是飛行器可能會用到的週邊裝置
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