STM32F103 FreeRTOS迷你实时操作系统内核的开发手册免费下载

　　本教程中关于FreeRTOS 的原理性知识均参考自FreeRTOS 官方手册：《FreeRTOS Reference Manual》和《Using the FreeRTOS Real Time Kernel - A PracticalGuide》， 其中大多数的理论知识都是翻译自这两本手册，有关Cortex-M的内核知识参考自《The Definitive Guide to ARM Cortex -M3 and Cortex-M4 Processors， 3rd Edition》这本书。本教程作为FreeRTOS学习、参考资料全部免费公开，包括教程中的实验源码！

　　我们看一下FreeRTOS的名字，可以分为两部分：Free和RTOS， Free 就是免费的、自由的、不受约束的意思，RTOS全称是Real Time Operating System，中文名就是实时操作系统。可以看出FreeROTS就是一个免费的RTOS类系统。这里要注意，RTOS不是指某一一个确定的系统，而是指一类系统。比如ucOs， FreeRTOS， RTX，RT-Thread 等这些都是RTOS类操作系统。

　　操作系统允许多个任务同时运行，这个叫做多任务，实际上，一个处理器核心在某一时刻只能运行一个任务。操作系统中任务调度器的责任就是决定在某- -时刻究竞运行哪个任务，任务调度在各个任务之间的切换非常快！这就给人们造成了同--时刻有多个任务同时运行的错觉。

　　操作系统的分类方式可以由任务调度器的工作方式决定，比如有的操作系统给每个任务分配同样的运行时间，时间到了就轮到下一个任务，Unix操作系统就是这样的。RTOS 的任务调度器被设计为可预测的，而这正是嵌入式实时操作系统所需要的，实时环境中要求操作系统必须对某一个事件做出实时的响应，因此系统任务调度器的行为必须是可预测的。像FreeRTOS这种传统的RTOS类操作系统是由用户给每个任务分配一个任务优先级，任务调度器就可以根据此优先级来决定下-刻应该运行哪个任务。

　　FreeRTOS是RTOS系统的一种，FreeRTOS十分的小巧，可以在资源有限的微控制器中运行，当然了，FreeRTOS不仅局限于在微控制器中使用。但从文件数量上来看FreeRTOS 要比UCOSII和UCOSIII小的多。

　　1.1.2为什么选择FreeRTOS？

　　上面我们说了RTOS类系统有很多，为什么要选择FreeRTOS呢？在UCOS教程中，我们说过学习RTOS首选UCOS，因为UCOs的资料很多，尤其是中文资料！但是FreeRTOS的资料少，而且大多数是英文的，我为何要选择它？原因如下：

　　1、FreeRTOS 免费！这是最重要的一点，UCOS是要收费的，学习RTOS系统的话UCOS是首选，但是做产品的话就要考虑一下成本了。 显而易见的，FreeRTOS在此时就是一一个很好的选择，当然了也可以选择其他的免费的RTOS系统。

　　2、许多其他半导体厂商产品的SDK包就使用FreeRTOS作为其操作系统，尤其是WIFI、蓝牙这些带协议栈的芯片或模块。

　　3、许多软件厂商也使用FreeRTOS做本公司软件的操作系统，比如著名的TouchGFX，其所有的例程都是基于FreeRTOS操作系统的。ST公司的所有要使用到RTOS系统的例程也均采用了FreeRTOS，由此可见免费的力量啊！

　　3、简单，FreeRTOS的文件数量很少，这个在我们后面的具体学习中就会看到，和UCOS系统相比要少很多！

　　4、文档相对齐全，在FreeRTOS的官网（ wwwfreertos.org）。上可以找到所需的文档和源码，但是所有的文档都是英文版本的，而且下载pdf文档的时候是要收费的。

　　5、FreeRTOS被移植到了很多不同的微处理器上，比如我们使用的STM32， F1、F3、F4和最新的F7都有移植，这个极大的方便了我们学习和使用。

　　6、社会占有量很高，EEtimes 统计的2015年RTOS系统占有量中FreeRTOS已经跃升至第一位，如图1.1.1所示。

　　1.1.3 FreeRTOS特点

　　FreeRTOS是一一个可裁剪的小型RTOS系统，其特点包括：

　　FreeRTOS的内核支持抢占式，合作式和时间片调度。

　　SafeRTOS衍生自FreeRTOs， SafeRTOS 在代码完整性上相比FreeRTOS更胜一筹。

　　提供了一个用于低功耗的Tickless模式。

　　系统的组件在创建时可以选择动态或者静态的RAM，比如任务、消息队列、信号量、软件定时器等等。

　　已经在超过30种架构的芯片上进行了移植。

　　FreeRTOS-MPU支持Corex-M系列中的MPU单元，如STM32F103.

　　FreeRTOS系统简单、小巧、易用，通常情况下内核占用4k-9k字节的空间。高可移植性，代码主要C语言编写。

　　支持实时任务和协程（co-routines也有称为合作式、协同程序，本教程均成为协程）。

　　任务与任务、任务与中断之间可以使用任务通知、消息队列、二值信号量、数值型信号量、递归互斥信号量和互斥信号量进行通信和同步。

　　创新的事件组（或者事件标志）。

　　具有优先级继承特性的互斥信号量。

　　高效的软件定时器。强大的跟踪执行功能。

　　堆栈溢出检测功能。

　　任务数量不限。

　　任务优先级不限。