【RT-Thread 实战】在STM32F103C8T6最小系统版使用RT-Thread开启三个线程实现三种点灯

一、前言在学习嵌入式 RTOS实时操作系统时“点灯”永远是检验学习成果的第一标准。相比于裸机轮询while(1)的阻塞式运行RTOS 的魅力在于让多个任务“宏观并行”执行。本文将基于国产高性能实时操作系统RT-Thread在经典的STM32F103C8T6Bluepill开发板上实现一个多线程综合点灯项目。通过这个项目你将直观感受到 RT-Thread 线程调度的强大能力。二、项目概述1. 硬件平台开发板STM32F103C8T6Bluepill调试器ST-LinkSWD 接口外设3 个 LED 灯2. 功能需求与引脚分配本项目将创建 3 个独立的线程分别实现不同的功能线程1LED1控制PA12引脚的 LED 灯以200ms的频率快速闪烁。线程2LED2控制PA11引脚的 LED 灯以1000ms的频率慢速闪烁。线程3PWM呼吸灯控制PA0引脚定时器 TIM2_CH1输出 PWM 信号实现呼吸灯效果。3.硬件接线白灯——PA11。红灯——PA12。蓝灯——PA0。三、RT-Thread配置博主使用RT-Thread Studio和STM32CubeMX完成配置软件下载链接如下RT-Thread StudioSTM32CubeMXSTM32CubeMX | 软件 - 意法半导体1.打开RT-Thread Studio新建RT-Thread Studio项目。2.在项目资源管理器下双击CubeMX Settings配置STM32CubeMX路径。3.在CubeMX中配置芯片的引脚。PA9和PA10要配置为USART1不然编译会报错。原因详见这篇博客【rtt问题】RT-Thread studio用cubemx配置后提示串口错误error: unknown type name ‘UART_HandleTypeDef‘把PA12和PA11配置为GPIO_Output。PA0配置为TIM2_CH1作为PWM信号输出口频率为1kHz。完成配置后点击生成代码编译一下看看有没有报错回到项目资源管理器双击RT-Thread取消msh命令和串口否则在后续编码中会导致编译报错因为STM32F103C8T6只有64 KB Flash这两个设置会占用几十KB的代码体积导致闪存溢出。完成以上配置后在main.c文件中编码四、功能实现完整代码如下#include rtthread.h #include stm32f1xx_hal.h /* 定义 TIM2 句柄 */ TIM_HandleTypeDef htim2; /* 手写 TIM2 PWM 初始化 (PA0 - TIM2_CH1) */ static void MX_TIM2_Init_Custom(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct {0}; TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC {0}; __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /* 配置 PA0 为复用推挽输出 */ GPIO_InitStruct.Pin GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Speed GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStruct); htim2.Instance TIM2; htim2.Init.Prescaler 72 - 1; // Prescaler是72代码里写 72-1 htim2.Init.CounterMode TIM_COUNTERMODE_UP; htim2.Init.Period 1000 - 1; // Counter Period是1000代码里写 1000-1 htim2.Init.ClockDivision TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htim2.Init.AutoReloadPreload TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; HAL_TIM_PWM_Init(htim2); sConfigOC.OCMode TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse 0; // 初始占空比为 0 sConfigOC.OCPolarity TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode TIM_OCFAST_DISABLE; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(htim2, sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); } /* --- 线程1控制 PA12200ms 闪烁 --- */ static rt_uint8_t thread1_stack[512]; static struct rt_thread thread1_tcb; static void thread1_entry(void *parameter) { while (1) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_12); rt_thread_mdelay(200); } } /* --- 线程2控制 PA111000ms 闪烁 --- */ static rt_uint8_t thread2_stack[512]; static struct rt_thread thread2_tcb; static void thread2_entry(void *parameter) { while (1) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_11); rt_thread_mdelay(1000); } } /* --- 线程3控制 PA0 (TIM2_CH1) 实现呼吸灯效果 --- */ static rt_uint8_t thread3_stack[512]; static struct rt_thread thread3_tcb; static void thread3_entry(void *parameter) { int16_t PWM_SPEED 500; /* 启动 PWM 输出 */ HAL_TIM_PWM_Start(htim2, TIM_CHANNEL_1); uint16_t pwm_step 0; rt_uint8_t dir 1; // 1: 递增亮度, 0: 递减亮度 while (1) { /* 设置当前的占空比 */ __HAL_TIM_SET_COMPARE(htim2, TIM_CHANNEL_1, pwm_step); if (dir) { pwm_step 10; if (pwm_step PWM_SPEED) { pwm_step PWM_SPEED; dir 0; } } else { if (pwm_step 10) { pwm_step - 10; } else { pwm_step 0; dir 1; } } rt_thread_mdelay(20); // 控制呼吸灯变化的速度 } } int main(void) { /* 1. 硬件初始化 */ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct {0}; GPIO_InitStruct.Pin GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12; GPIO_InitStruct.Mode GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStruct); /* 初始化 PWM 硬件 */ MX_TIM2_Init_Custom(); /* 2. 创建并启动所有工作线程 */ rt_thread_init(thread1_tcb, led1, thread1_entry, RT_NULL, thread1_stack, sizeof(thread1_stack), 20, 5); rt_thread_startup(thread1_tcb); rt_thread_init(thread2_tcb, led2, thread2_entry, RT_NULL, thread2_stack, sizeof(thread2_stack), 20, 5); rt_thread_startup(thread2_tcb); rt_thread_init(thread3_tcb, pwm, thread3_entry, RT_NULL, thread3_stack, sizeof(thread3_stack), 20, 5); rt_thread_startup(thread3_tcb); rt_thread_suspend(rt_thread_self()); // 将主线程挂起 rt_schedule(); // 立刻触发一次调度把CPU让给别人 return 0; }五、效果演示RT-Thread开启三个线程实现三种点灯