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第1章FreeRTOS简介1

1.1初识FreeRTOS1

1.1.1什么是FreeRTOS1

1.1.2为什么选择FreeRTOS2

1.1.3 FreeRTOS的特点3

1.1.4商业许可3

1.2磨刀不误砍柴工4

1.2.1资料查找4

1.2.2 FreeRTOS官方文档6

1.2.3 Cortex-M架构资料8

1.3 FreeRTOS源码初探8

1.3.1 FreeRTOS源码下载8

1.3.2 FreeRTOS文件预览10

1.4 FreeRTOS编码标准和风格14

第2章FreeRTOS移植19

2.1准备工作19

2.2 FreeRTOS移植20

2.2.1向工程中添加相应文件20

2.2.2修改SYSTEM文件25

2.3移植验证实验29

2.3.1程序设计29

2.3.2程序运行结果32

第3章FreeRTOS系统配置34

3.1 “INCLUDE_”开始的宏34

3.2 “config”开始的宏36

第4章FreeRTOS任务相关API函数43

4.1任务创建和删除API函数43

4.2任务创建和删除实验（动态方法）46

4.2.1程序设计46

4.2.2程序运行结果49

4.3任务创建和删除实验（静态方法）50

4.3.1程序设计50

4.3.2程序运行结果55

4.4任务挂起和恢复API函数55

4.5任务挂起和恢复实验56

4.5.1程序设计56

4.5.2程序运行结果61

第5章FreeRTOS中断配置和临界段62

5.1 Cortex-M中断62

5.1.1中断62

5.1.2中断管理62

5.1.3优先级分组定义64

5.1.4优先级设置66

5.1.5用于中断屏蔽的特殊寄存器67

5.2 FreeRTOS中断配置宏68

5.3 FreeRTOS开关中断71

5.4临界段代码72

5.4.1任务级临界段代码保护72

5.4.2中断级临界段代码保护74

5.5 FreeRTOS中断测试实验75

5.5.1程序设计75

5.5.2程序运行结果79

第6章FreeRTOS任务基础知识80

6.1什么是多任务系统80

6.2 FreeRTOS任务与协程81

6.2.1任务的特性82

6.2.2协程的特性82

6.3任务状态82

6.4任务优先级84

6.5任务实现84

6.6任务控制块85

6.7任务堆栈86

第7章FreeRTOS列表和列表项88

7.1什么是列表和列表项88

7.1.1列表88

7.1.2列表项89

7.1.3迷你列表项90

7.2列表和列表项初始化90

7.2.1列表初始化90

7.2.2列表项初始化91

7.3列表项插入92

7.3.1列表项插入函数92

7.3.2列表项插入过程93

7.4列表项末尾插入95

7.4.1列表项末尾插入函数95

7.4.2列表项末尾插入过程96

7.5列表项的删除97

7.6列表的遍历98

7.7列表项的插入和删除实验99

7.7.1程序设计99

7.7.2程序运行结果103

第8章FreeRTOS调度器开启和任务相关函数107

8.1本章必备的知识107

8.2调度器开启过程108

8.2.1任务调度器开启函数108

8.2.2内核相关硬件初始化函数109

8.2.3使能FPU函数110

8.2.4启动第一个任务111

8.2.5 SVC中断服务函数112

8.2.6空闲任务117

8.3任务创建过程117

8.3.1任务创建函数117

8.3.2任务初始化函数119

8.3.3任务堆栈初始化函数121

8.3.4添加任务到就绪列表123

8.4任务删除过程125

8.5任务挂起过程127

8.6任务恢复过程129

第9章FreeRTOS任务切换132

9.1 PendSV异常132

9.2 FreeRTOS任务切换场合132

9.2.1执行系统调用132

9.2.2系统滴答定时器中断133

9.3 PendSV中断服务函数134

9.4查找下一个要运行的任务136

9.5 FreeRTOS时间片调度138

9.6时间片调度实验140

9.6.1程序设计140

9.6.2程序运行结果143

第10章FreeRTOS系统内核控制函数145

10.1内核控制函数预览145

10.2内核控制函数详解146

第11章FreeRTOS其他任务API函数150

11.1任务相关API函数简介150

11.2任务相关API函数详解151

11.3任务状态查询API函数实验159

11.3.1程序设计159

11.3.2程序运行结果163

11.4任务运行时间信息统计实验164

11.4.1相关宏的设置164

11.4.2程序设计166

11.4.3程序运行结果169

第12章FreeRTOS时间管理171

12.1 FreeRTOS延时函数171

12.1.1函数vTa skDelay（）171

12.1.2函数prvAddCurrentTaskToDelayedList（）172

12.1.3函数vTaskDelayUntil（）174

12.2 FreeRTOS系统时钟节拍178

12.2.1滴答定时器178

12.2.2 FreeRTOS系统时钟节拍函数180

第13章FreeRTOS队列185

13.1队列185

13.2队列结构体188

13.3队列创建189

13.3.1函数原型189

13.3.2队列创建函数191

13.3.3队列初始化函数192

13.3.4队列复位函数193

13.4向队列发送消息194

13.4.1函数原型194

13.4.2任务级通用入队函数199

13.4.3中断级通用入队函数202

13.5队列上锁和解锁204

13.6从队列读取消息207

13.7队列操作实验210

13.7.1程序设计210

13.7.2程序运行结果218

第14章FreeRTOS信号量219

14.1简介219

14.2二值信号量220

14.2.1二值信号量简介220

14.2.2二值信号量创建函数222

14.2.3二值信号量创建过程223

14.2.4释放信号量224

14.2.5获取信号量226

14.3二值信号量操作实验227

14.3.1程序设计227

14.3.2程序运行结果232

14.4计数型信号量234

14.4.1计数型信号量简介234

14.4.2计数型信号量创建函数234

14.4.3计数型信号量创建过程235

14.4.4释放和获取计数信号量236

14.5计数型信号量操作实验236

14.5.1程序设计236

14.5.2程序运行结果240

14.6优先级翻转简介241

14.7优先级翻转实验242

14.7.1程序设计242

14.7.2程序运行结果246

14.8互斥信号量248

14.8.1简介248

14.8.2互斥信号量创建函数248

14.8.3互斥信号量创建过程249

14.8.4释放互斥信号量250

14.8.5获取互斥信号量254

14.9互斥信号量操作实验259

14.9.1程序设计259

14.9.2程序运行结果261

14.10递归互斥信号量262

14.10.1简介262

14.10.2递归互斥信号量创建函数263

14.10.3递归信号量创建过程263

14.10.4释放递归互斥信号量264

14.10.5获取递归互斥信号量265

14.10.6递归互斥信号量使用示例266

第15章FreeRTOS软件定时器268

15.1软件定时器简介268

15.2定时器服务/Daemon任务268

15.2.1定时器服务任务与队列268

15.2.2定时器相关配置269

15.3单次定时器和周期定时器270

15.4复位软件定时器270

15.5创建软件定时器272

15.6开启软件定时器274

15.7停止软件定时器275

15.8软件定时器实验276

15.8.1程序设计276

15.8.2程序运行结果280

第16章FreeRTOS事件标志组281

16.1事件标志组281

16.2创建事件标志组282

16.3设置事件位283

16.4获取事件标志组值285

16.5等待指定的事件位286

16.6事件标志组实验286

16.6.1程序设计286

16.6.2程序运行结果291

第17章FreeRTOS任务通知293

17.1任务通知293

17.2发送任务通知294

17.3任务通知通用发送函数297

17.3.1任务级任务通知通用发送函数297

17.3.2中断级任务通知发送函数299

17.4获取任务通知302

17.5任务通知模拟二值信号量实验306

17.5.1程序设计306

17.5.2程序运行结果309

17.6任务通知模拟计数型信号量实验309

17.6.1程序设计309

17.6.2程序运行结果311

17.7任务通知模拟消息邮箱实验311

17.7.1程序设计311

17.7.2程序运行结果315

17.8任务通知模拟事件标志组实验315

17.8.1程序设计315

17.8.2程序运行结果318

第18章FreeRTOS低功耗Tickless模式319

18.1 STM32F4低功耗模式319

18.1.1睡眠模式320

18.1.2停止模式320

18.1.3待机模式321

18.2 Tickless模式详解322

18.2.1如何降低功耗322

18.2.2 Tickless的具体实现323

18.3低功耗Tickless模式实验328

18.3.1程序设计328

18.3.2程序运行结果333

第19章FreeRTOS空闲任务335

19.1空闲任务335

19.1.1空闲任务简介335

19.1.2空闲任务的创建335

19.1.3空闲任务函数337

19.2空闲任务钩子函数339

19.2.1钩子函数339

19.2.2空闲任务钩子函数详解340

19.3空闲任务钩子函数实验341

19.3.1程序设计341

19.3.2程序运行结果343

第20章FreeRTOS内存管理344

20.1 FreeRTOS内存管理简介344

20.2内存碎片345

20.3 heap_1内存分配方法346

20.3.1分配方法简介346

20.3.2内存申请函数346

20.3.3内存释放函数349

20.4 heap_2内存分配方法349

20.4.1分配方法简介349

20.4.2内存块350

20.4.3内存堆初始化函数351

20.4.4内存块插入函数351

20.4.5内存申请函数352

20.4.6内存释放函数355

20.5 heap_3内存分配方法356

20.6 heap_4内存分配方法357

20.6.1分配方法357

20.6.2内存堆初始化函数358

20.6.3内存块插入函数360

20.6.4内存申请函数362

20.6.5内存释放函数365

20.7 heap_5内存分配方法366

20.8内存管理实验368

20.8.1程序设计368

20.8.2程序运行结果371

参考文献374