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STM32 FreeRTOS 学习记录与库函数汇总，含目录

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简介：
本资源整理了STM32芯片上FreeRTOS操作系统的学习笔记及常用库函数汇总，并附有详细目录供读者快速检索参考。 STM32 FreeRTOS 学习笔记是探讨嵌入式系统中实时操作系统FreeRTOS在STM32微控制器上应用的文档集。STM32是由意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列，广泛应用于工业、消费电子和物联网(IoT)设备。FreeRTOS是一款轻量级且开源的操作系统，特别适合资源有限的嵌入式系统环境，它提供了任务调度、信号量、互斥锁、队列及定时器等核心功能，为开发者提供构建高效可靠系统的工具。 学习笔记通常涵盖以下内容： 1. **FreeRTOS基础**：首先介绍FreeRTOS的基本概念，包括任务（Task）、调度器、优先级和上下文切换。在FreeRTOS中，任务是执行特定功能的独立线程；通过调度器根据优先级决定哪个任务应被运行。 2. **STM32与FreeRTOS集成**：描述如何配置STM32开发环境中的FreeRTOS，包括初始化设置、内存管理（如Heap分配）以及中断服务程序(ISR)和FreeRTOS任务之间的交互方法。 3. **任务管理**：介绍创建、删除及控制任务状态的API函数，例如`xTaskCreate()`用于创建新任务，而`vTaskDelete()`则用于删除现有任务。此外还有挂起(`vTaskSuspend()`)和恢复(`vTaskResume()`)等操作。 4. **同步机制**：信号量（Semaphore）确保对共享资源的访问控制；互斥锁（Mutex）保证同一时间只有一个任务可以使用特定资源，例如`xSemaphoreTake()`用于获取信号量，而`xSemaphoreGive()`则释放它。 5. **通信机制**：队列(Queue)是FreeRTOS中进程间传递消息或数据结构的重要方式。通过API如`xQueueSend()`发送信息和利用`xQueueReceive()`接收数据来实现任务间的通讯。 6. **定时器**：包括软件定时器(`xTimerCreate()`)与硬件定时器的使用，启动停止等操作由相应的函数完成，例如`xTimerStart()`用于开始计时，而`xTimerStop()`则用来暂停它的工作状态。 7. **事件标志组**：这是一种高效的同步机制，允许在一个位掩码中设置多个事件标志。通过API如`xEventGroupSetBits()`和`xEventGroupClearBits()`来操作这些标志的设定与清除工作。 8. **FreeRTOS配置选项**：详细讲解了系统时钟频率、任务堆大小以及最大任务数量等关键参数在文件`FreeRTOSConfig.h`中的设置方法。 9. **调试与分析**：指导如何使用支持RTOS功能的调试工具，例如Segger J-Link或Keil MDK的RTOS视图来观察和监控系统的运行状态及资源利用率情况。 10. **实际应用案例**：通过具体项目示例，比如简单的LED闪烁、传感器数据处理或者网络通信等场景展示如何在STM32平台上设计并实现FreeRTOS系统架构。 这份学习笔记结构清晰明了，适合初学者逐步深入地掌握和理解STM32 FreeRTOS的使用方法。对于希望提高STM32平台实时操作系统开发技能的专业人士来说，它是一个非常有价值的参考材料。

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  • STM32 FreeRTOS 学习记录与库函数汇总，含目录
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    本资源整理了STM32芯片上FreeRTOS操作系统的学习笔记及常用库函数汇总，并附有详细目录供读者快速检索参考。 STM32 FreeRTOS 学习笔记是探讨嵌入式系统中实时操作系统FreeRTOS在STM32微控制器上应用的文档集。STM32是由意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列，广泛应用于工业、消费电子和物联网(IoT)设备。FreeRTOS是一款轻量级且开源的操作系统，特别适合资源有限的嵌入式系统环境，它提供了任务调度、信号量、互斥锁、队列及定时器等核心功能，为开发者提供构建高效可靠系统的工具。 学习笔记通常涵盖以下内容： 1. **FreeRTOS基础**：首先介绍FreeRTOS的基本概念，包括任务（Task）、调度器、优先级和上下文切换。在FreeRTOS中，任务是执行特定功能的独立线程；通过调度器根据优先级决定哪个任务应被运行。 2. **STM32与FreeRTOS集成**：描述如何配置STM32开发环境中的FreeRTOS，包括初始化设置、内存管理（如Heap分配）以及中断服务程序(ISR)和FreeRTOS任务之间的交互方法。 3. **任务管理**：介绍创建、删除及控制任务状态的API函数，例如`xTaskCreate()`用于创建新任务，而`vTaskDelete()`则用于删除现有任务。此外还有挂起(`vTaskSuspend()`)和恢复(`vTaskResume()`)等操作。 4. **同步机制**：信号量（Semaphore）确保对共享资源的访问控制；互斥锁（Mutex）保证同一时间只有一个任务可以使用特定资源，例如`xSemaphoreTake()`用于获取信号量，而`xSemaphoreGive()`则释放它。 5. **通信机制**：队列(Queue)是FreeRTOS中进程间传递消息或数据结构的重要方式。通过API如`xQueueSend()`发送信息和利用`xQueueReceive()`接收数据来实现任务间的通讯。 6. **定时器**：包括软件定时器(`xTimerCreate()`)与硬件定时器的使用，启动停止等操作由相应的函数完成，例如`xTimerStart()`用于开始计时，而`xTimerStop()`则用来暂停它的工作状态。 7. **事件标志组**：这是一种高效的同步机制，允许在一个位掩码中设置多个事件标志。通过API如`xEventGroupSetBits()`和`xEventGroupClearBits()`来操作这些标志的设定与清除工作。 8. **FreeRTOS配置选项**：详细讲解了系统时钟频率、任务堆大小以及最大任务数量等关键参数在文件`FreeRTOSConfig.h`中的设置方法。 9. **调试与分析**：指导如何使用支持RTOS功能的调试工具，例如Segger J-Link或Keil MDK的RTOS视图来观察和监控系统的运行状态及资源利用率情况。 10. **实际应用案例**：通过具体项目示例，比如简单的LED闪烁、传感器数据处理或者网络通信等场景展示如何在STM32平台上设计并实现FreeRTOS系统架构。 这份学习笔记结构清晰明了，适合初学者逐步深入地掌握和理解STM32 FreeRTOS的使用方法。对于希望提高STM32平台实时操作系统开发技能的专业人士来说，它是一个非常有价值的参考材料。
     
  • FreeRTOS学习记录
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    《FreeRTOS学习记录》是一系列关于实时操作系统FreeRTOS的学习笔记和实践总结，旨在帮助嵌入式系统开发者理解和掌握该系统的应用技巧。 FreeRTOS是一种广泛应用于嵌入式系统的实时操作系统（RTOS），它为微控制器和其他资源有限的设备提供了高效的多任务调度能力。对于初学者来说，学习FreeRTOS有助于掌握如何在小型硬件上实现复杂的并发操作。 我们从《STM32CubeMX FreeRTOS 学习：任务创建》开始。任务是FreeRTOS的核心概念之一，它们代表系统中独立运行的执行单元。当你创建一个新任务时，需要指定其入口函数、优先级和堆栈大小等参数。STM32CubeMX是一个用于配置STM32微控制器的工具，它通过图形界面简化了FreeRTOS任务的设置过程。 接下来，《二值信号量》和《计数信号量》两篇文章介绍了FreeRTOS中的同步机制。信号量是管理资源的关键组件：二值信号量只有两种状态——空闲与占用，通常用于控制对共享资源的互斥访问；而计数信号量则可以有任意非负数值，表示多个资源或事件的发生次数，并适用于更复杂的同步场景。 《消息队列》一文介绍了异步通信机制。通过消息队列，任务可以向其他任务发送数据结构而不必等待接收方立即处理这一请求，这有助于解耦任务间的依赖性并提高系统的响应速度。 《邮箱队列》则详细讲解了另一种用于传递特定类型的数据（如结构体）的同步工具——邮箱队列。这种机制保证了所传输信息的完整性，并适用于需要精确传递固定格式数据的情况。 《互斥量》探讨了一种确保资源安全访问的重要同步机制。互斥锁在任意时刻只允许一个任务拥有，从而防止多个任务同时修改同一资源，保障了数据的一致性。 最后，《软定时器》阐述了一个完全由软件实现的、可以在FreeRTOS任务调度中触发周期性和一次性事件的功能组件。这种高度灵活的时间管理功能为开发复杂的嵌入式应用提供了便利。 这些学习资料全面涵盖了FreeRTOS的基础知识点，包括任务创建、各种同步机制（信号量、队列和互斥锁）以及软定时器的应用。通过深入研究与实践，初学者可以逐步掌握FreeRTOS的核心概念和技术，并为其开发高效可靠的嵌入式系统奠定坚实基础。
     
  • FreeRTOS内核学习记录
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    本专栏是作者在学习和实践FreeRTOS实时操作系统内核过程中的笔记与心得分享，旨在帮助初学者快速掌握其核心概念与应用技巧。 FreeRTOS是一款开源且轻量级的实时操作系统，在嵌入式系统尤其是物联网设备领域应用广泛。本段落将重点介绍FreeRTOS的核心组件与机制，包括任务管理、内存管理、信号量、消息队列、软件定时器、任务通知以及事件标志组和低功耗管理。 **任务管理**是FreeRTOS的关键功能之一。在该操作系统中，每个独立执行特定功能的线程被称为一个任务，并且每个任务都拥有优先级属性。系统会根据这些优先级来调度相应任务的运行时间；同时支持将某个正在运行的任务挂起或恢复操作以实现更高效的资源分配和利用。 **内存管理**在嵌入式环境中扮演着重要角色，FreeRTOS提供了动态创建与销毁对象的能力（如任务、队列等），并采用堆内存储策略来优化内存使用效率。通过这种方式，可以减少因频繁的动态内存分配而产生的碎片问题，并提高系统整体性能和稳定性。 **信号量机制**是用于保护共享资源及协调不同任务间操作的一种同步工具，在FreeRTOS中包括二进制信号量（仅限于0或1状态）与计数信号量两种类型。前者适用于简单的互斥访问控制，后者则能处理更复杂的并发场景。 **消息队列功能**支持在不同的任务之间传递复杂的数据结构，通过发送和接收操作实现异步通信模式，从而增强系统的并行性和响应速度。 **软件定时器机制**基于操作系统内部的任务调度来模拟硬件计时器的效果。它可以被设定为周期性触发或一次性执行，并常用于处理定期更新需求或者超时保护等场景。 **任务通知功能**是FreeRTOS提供的另一种轻量级同步手段，允许从中断服务程序或其他任务向目标对象发送消息而无需等待响应，特别适用于那些需要快速反馈的应用场合。 **事件标志组工具**则能够帮助应用程序协调多个条件变量的组合状态变化，并在特定条件下唤醒相关联的任务。这对于处理复杂的状态机逻辑非常有用。 最后，在电池供电设备中实现有效的低功耗管理也非常重要。FreeRTOS提供了多种节能策略，例如休眠模式和停机模式等选择方案，以便于用户根据具体需求进行配置以达到最佳能耗控制效果。 通过深入理解并掌握上述核心组件及其原理，开发者能够设计出更加高效且可靠的嵌入式系统，并充分利用FreeRTOS的特性满足实时性与资源管理的要求。在实际开发过程中结合具体的硬件平台对这些知识加以应用和优化，则是提高项目性能的关键所在。
     
  • STM32学习记录
    优质
    《STM32学习记录》是一份详尽的技术文档，涵盖了从基础理论到实践应用的全过程，旨在帮助初学者快速掌握STM32微控制器开发技能。 STM32完整学习笔记PDF扫描版基于ARM Cortex-M3内核的32位处理器，帮助你入门STM32的学习。
     
  • 损失函数学习记录
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    本笔记旨在系统梳理和探讨机器学习中常用的各类损失函数，包括其定义、作用机制及应用场景，以帮助读者深入理解模型训练过程中的优化原理。 在阅读了大量关于损失函数的文档后，我总结并归纳了一份学习笔记，特别关注于softmax loss，并对较新的A-softmax、center loss、coco-loss以及triple-loss等进行了全面的理论推导与解释。这份笔记对于初学者来说具有一定的参考价值。
     
  • Simulink/S-函数学习记录
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    本记录旨在分享和总结在学习Simulink及S-函数过程中的心得与技巧，帮助初学者快速理解和掌握相关知识。 本PDF文件是作者在学习Simulink/S-函数过程中的笔记汇总，包括常用函数和模块间的工作流程。初学者可以通过这份导图快速了解并概览Simulink/S-函数的基本概念，从而能够在短时间内进行简单的设计工作，并且方便日后回顾与检索相关知识。
     
  • Python学习记录： 函数与模块详解
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    本文章详细探讨了Python编程语言中函数和模块的概念及应用。通过具体示例解析如何定义、调用函数以及创建自定义模块，帮助初学者掌握核心技能。 Python是一种高级编程语言，以其简洁明了的语法和强大的功能深受程序员喜爱。在Python中，函数和模块是两个核心概念，对于程序的组织和重用至关重要。 **1. 认识Python函数** 函数是实现特定功能的代码块，它允许我们将代码划分为可重用的部分。在Python中，我们可以使用`def`关键字来定义一个函数，函数通常包含一个或多个语句，并通过函数名调用执行。例如： ```python def greet(name): print(fHello, {name}!) greet(Alice) # 调用函数 ``` **2. 局部变量与全局变量** - **作用域**：变量的有效范围。全局变量在整个程序中都可见，而局部变量只在其被定义的函数内部可见。 - **全局变量**：从定义它的位置开始，直到程序结束，全局变量都可以访问。例如： ```python i = 2 def func(): j = 10 j += 1 print(j) # j是局部变量 func() # 调用函数 print(i) # i是全局变量 ``` - **局部变量**：仅在函数内部有效。如果要在函数内部修改全局变量，需使用`global`关键字： ```python i = 5 def func(): global j j = 10 j += 2 func() print(j) # j是全局变量 ``` **3. 函数参数使用详解** 在Python中，函数可以接收参数，这些参数可以是位置参数、关键字参数，甚至默认参数。例如： ```python def add(a, b): return a + b result = add(3, 5) print(result) # 输出8 # 关键字参数 result = add(b=5, a=3) print(result) # 输出8 ``` **4. 什么是Python模块** 模块是一组相关的Python定义和声明，它们被封装在一个`.py`文件中。模块可以包含可执行的代码，也可以包含函数、类和其他可导入的元素。例如，我们有一个名为`my_module.py`的模块，其中包含函数`hello()`： ```python # my_module.py def hello(): return Hello from my_module! ``` **5. Python模块的导入方法** 有两种导入模块的方式： - **法一：导入整个模块** ```python import my_module data1 = my_module.hello() # 使用my_module模块中的hello函数 ``` - **法二：导入模块的特定部分** ```python from my_module import hello data1 = hello() # 直接调用导入的hello函数 ``` **6. 自定义模块** 创建自定义模块，你需要在Python文件中定义函数、类等，然后在其他代码中导入这个文件。确保自定义模块和运行代码位于同一路径下，或者将其放在Python的搜索路径中。例如，如果你有一个名为`cxymd.py`的模块，你可以这样导入： ```python import cxymd data3 = cxymd.hello() print(data3) ``` 学习和理解Python中的函数和模块是提高编程效率的关键，它们使得代码更加模块化，易于维护和重用。通过熟练掌握这些知识，你可以构建出结构清晰、可扩展的Python应用程序。
     
  • MySQL数据库学习记录
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    简介：本专栏旨在记录个人在学习MySQL数据库过程中的心得与技巧，涵盖SQL语言基础、数据管理及优化等内容。适合初学者参考和进阶学习者复习。 MySQL数据库学习笔记涵盖了基础概念、SQL语句的使用方法以及一些高级特性。通过一系列示例讲解了如何创建表、插入数据，并执行查询操作。此外还探讨了索引优化技巧与安全性设置，帮助读者构建高效且安全的应用程序后端服务。
     
  • GDAL库学习记录
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    《GDAL库学习记录》是一篇关于地理空间数据处理的学习笔记，涵盖了GDAL库的基础知识、操作方法及应用案例，旨在帮助开发者和GIS爱好者掌握高效的数据转换与分析技巧。 GDAL库学习笔记 在本篇笔记中，我将分享关于如何使用GDAL（Geospatial Data Abstraction Library）进行地理空间数据处理的学习心得与实践经验。 首先简要介绍下什么是GDAL：它是一套开源的栅格和矢量格式读写工具包。支持众多的空间文件格式，并提供了强大的命令行操作功能，同时还有丰富的编程接口供开发者使用（包括Python、C++等）。利用这些特性，我们可以轻松地实现地理数据转换、重投影以及空间分析等功能。 接着我会从安装GDAL库开始讲起，在Windows或Linux环境下如何获取并配置环境变量；然后详细介绍常用的数据读取与写入方法；最后会列举一些实战案例来帮助大家更好地理解和应用这个强大的工具库。希望这篇笔记能够对你有所帮助，如果你有任何问题或者建议欢迎随时交流。 以上就是我的GDAL学习记录概览，后续还会继续更新更多详细内容和代码示例，请持续关注哦！
     
  • LabVIEW学习记录 LabVIEW学习记录
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    这段内容是关于使用LabVIEW软件进行编程和开发的学习笔记与心得分享，旨在帮助初学者掌握LabVIEW的基础知识及应用技巧。 ### LabVIEW学习笔记知识点梳理 #### 一、调试技巧与数据监测 - **探针工具**: 在调试过程中可以使用右键菜单中的`probe`和`custom probe`功能来设置探针，用于实时监测数据流。这有助于理解各个节点之间的数据流动。 - **客户定制指示器**: 客户定制指示器是一个自定义的子VI，可以在前面板上添加“写数据”VI以记录显示的数据。这对于跟踪关键数据点非常有用。 #### 二、文件读写优化 - **避免频繁打开关闭文件**: 要提高运行效率，应尽量减少对同一文件的操作次数。当需要重复读取或修改同一个文件时，建议将这些操作放在一个循环外部执行以节省资源消耗。 #### 三、图形绘制与数据处理 - **波形绘制**: 使用`build xy graph`功能可以轻松地创建X和Y坐标的数据组合成的波形图。频谱分析可在`waveform measurement`中找到，而滤波器则位于`waveform condition`模块内。 - **数学运算**: 波形数据处理包括频谱分析、滤波等操作可以在`mathematical`模块下的相应子菜单中完成。 #### 四、顺序结构中的数据传递 - **顺序结构的数据传输**: 在使用顺序结构时，框内的数据无法直接通过图框节点传送到下一个框内。需要添加一个`add sequence local`以实现这一功能。另外，也可以采用`flat sequence`来简化这种操作方式。 #### 五、文件格式与读写操作 - **数据转换和存储**: 使用LabVIEW的“write”功能时，输入的数据必须先通过`format into string`转化为字符串形式才能被正确地保存。 - **特定类型文件的操作**: LabVIEW支持`.lvm`测量数据文件类型的读取和编写。波形通常以`.dat`格式进行存储。 #### 六、界面设计与控件使用 - **颜色选择**: 在LabVIEW的“numeric”模块下的`color box`中可以为各种元素设置所需的颜色。 - **曲线拟合操作**: 使用位于数学功能中的`general polynomial fit.vi`来进行数据拟合，该VI可在子菜单curve fit下找到。 - **添加标签和注释**: `free label`控件可以在装饰模块（decoration）里创建自由文本标注。另外使用数组图片环可以插入图像并可以通过索引访问。 #### 七、控件外观调整与子面板操作 - **改变控件的视图**: 如果某些元素看起来不太符合预期，可以通过右键点击该元件选择`view as icon`来切换到标准图标模式。 - **管理子面板属性和方法**: 子面板的操作包括设置其属性或调用特定的方法。这些功能可以在“application controls”模块中找到。 #### 八、表格操作与数据管理 - **添加表头**: 在表达式表格里，可以通过右键菜单选择`property`来开启列标题显示。 - **数组处理技巧**: 使用索引数组节点时，其参数代表的是行或列的索引。为了提取整行的数据，则需要先对矩阵进行转置操作。 #### 九、比较操作与列表控件 - **比较工具的应用**: `express comparison`功能不仅适用于数值比对还支持布尔值和字符串间的对比。 - **多列选择器**: 多列列表可以通过基于行的选择来实现类似下拉菜单的效果，其灵活性更胜一筹。 #### 十、波形分析与频率测量 - **频谱分析工具**: 使用`tone measurement.vi`可以准确地测定信号的频率。而FFT变换功能则仅在示波器中可视化呈现。 #### 十一、VI调用流程 - **基本步骤**：包括打开VI引用，设置属性（如前面板布局），执行函数，并关闭引用。 #### 十二、数据采集系统构建 - **DAQ系统的快速搭建**: 通过`DAQ assistance express vi`可以方便地建立一个简单的数据采集方案。或者也可以使用一系列的控件来手动配置更复杂的场景。 #### 十三、Office文档操作 - **Word和Excel的操作**：可以通过自动化接口打开并控制Word或Excel中的文件，以进行各种编辑与读写任务。