芯耀
与非AI
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本文基于珠海极海半导体 AN1089 (V1.0) 官方应用笔记，针对 APM32F407 平台下 FreeRTOS、RT‑Thread Nano 两套实时操作系统官方例程做完整解读，包含 RTOS 基础概念、开发环境部署、源码包安装、工程编译下载、硬件接线、现象验证全流程，全部版本、路径、硬件条件均源自原厂文档，可用于产品前期 RTOS 评估与项目移植参考。
资料获取：AN1089_APM32F407_RTOS例程应用笔记
1. 开发背景介绍
APM32F407 MCU 硬件性能较强，随着设备业务功能不断叠加，裸机开发模式会暴露出不少工程痛点：代码体量持续膨胀、业务逻辑耦合复杂、后期维护难度上升。为降低复杂项目开发难度，极海 SDK 提供两套主流 RTOS 完整例程，帮助开发者快速在 APM32F407 上开展多任务软件开发。
2. RTOS 基础与两套内核简介
2.1 RTOS 基本工作原理
RTOS 即实时多任务操作系统。“实时” 代表系统可以保障任务响应满足物理业务时间约束。单 CPU 内核同一时刻实际只能运行一个任务；RTOS 调度器会极快的在各个任务之间做切换，每个任务分片运行，宏观上实现多个任务 “同时运行” 的效果。RTOS 优先保障实时控制任务调度，其次提升系统整体资源利用效率。
2.2 FreeRTOS 内核说明
FreeRTOS 是国际上普及度很高的 MCU 实时操作系统，与头部芯片厂商合作开发长达 18 年。遵循 MIT 开源许可协议，可应用于全部行业产品。 本笔记配套例程使用版本：FreeRTOSv202012.00‑LTS。文档提示该版本并非 FreeRTOS 最新版本，开发者可自行查阅官方资料完成其他版本移植适配。
2.3 RT‑Thread Nano 内核说明
RT‑Thread 是国内广泛使用的嵌入式实时多线程操作系统。
- 3.1.0 以及更早版本：GPL V2 开源协议；
- 3.1.0 之后版本切换为 Apache License 2.0 协议，商业产品使用无需公开私有业务代码。
RT‑Thread 划分标准版、Nano 版、Smart 版。SDK 提供例程采用RT‑Thread Nano 极简硬实时内核；全部代码 C 语言编写，支持面向对象设计思路，内核组件可裁剪，属于抢占式 RTOS。包含任务管理、软件定时器、信号量、邮箱、实时调度等完整内核能力，内存占用小，适合家电、消费电子、医疗、工控类 32 位入门 ARM MCU。
3. 开发前期准备工作
整套例程基于APM32F4xx_SDK_V1.2，在 Keil MDK 环境调试运行。
3.1 软硬件环境清单
- SDK 软件包：APM32F4xx_SDK_V1.2
- 硬件开发板：APM32F407IG MINIBOARD
- 仿真调试器：J‑Link V9（dll 版本 V7.62c）
- IDE 环境：Keil MDK 5.25 及以上版本
- PC 操作系统：Windows10 / Windows11
3.2 安装 APM32F4 系列 Keil 芯片支持包
SDK 包路径\Package内存放芯片 DFP 支持包Geehy.APM32F4xx_DFP.1.0.1.pack，双击执行安装，点击 Next 直至完成。
安装完成弹窗提示Keil Pack Unzip has performed all requested operations successfully，代表芯片支持包安装成功。
3.3 FreeRTOS 源码解压部署
进入 SDK 目录\Middlewares\FreeRTOS，运行FreeRTOSv202012.00‑LTS.exe自解压程序。 解压目标路径设置为当前目录\Middlewares\FreeRTOS，解压完成生成FreeRTOSv202012.00源码文件夹。
3.4 RT‑Thread Nano Pack 包安装
RT‑Thread Nano 提供 Keil Pack 安装包，简化工程配置流程。 文件位置：SDK 路径\Middlewares\RealThread\Pack，打开RealThread.RT‑Thread.3.1.5.pack，按向导 Next，同意许可协议，等待安装结束。
弹窗提示Keil Pack Unzip has performed all requested operations successfully即 Pack 安装完毕。
4. FreeRTOS 例程编译下载与现象验证
4.1 工程编译与仿真器配置
- 打开工程文件路径：
Examples\RTOS\FreeRTOS\Project\MDK，工程文件APM32F4xx_FreeRTOS.uvprojx。 - 编译工程，检查 Build Output 输出，确认无 Error，留意警告信息。
- 硬件连接 J‑Link 仿真器与 MINIBOARD 开发板；打开工程 Debug 配置页，调试器选项选择
J‑LINK / J‑TRACE Cortex。 - 点击下载按钮，将固件烧录至 APM32F407 芯片。
4.2 硬件接线要求
FreeRTOS 内部Usart test task任务需要串口回环测试，必须做引脚短接：PA9 连接 PA3；PA10 连接 PA2。
接线完成，按下开发板 RESET 按键复位运行程序。
4.3 程序运行现象说明
例程启动后同时运行 2 个 RTOS 任务：
- Led toggle task：周期性翻转 LED2 引脚电平，表现为 LED2 持续闪烁；
- Usart test task：USART1、USART2 互发互收，校验收到的数据是否正确；
- 通信校验正常 → LED3 常亮；
- 如果接线错误，串口收发校验失败，LED3 状态异常。
5. RT‑Thread 例程编译下载与现象验证
5.1 工程编译与仿真器配置
- 打开工程路径
Examples\RTOS\RT‑thread\Project\MDK，工程文件APM32F4xx_RTthread.uvprojx。 - 编译工程，查看 Build Output 编译日志，排查错误与告警。
- J‑Link 连接硬件，Debug 配置界面调试器同样选择
J‑LINK / J‑TRACE Cortex。 - 执行固件下载操作。
5.2 程序运行现象说明
例程内部创建led1任务，下载完成按下 RESET 复位按键。 运行现象：LED2、LED3 以 1 秒间隔交替闪烁。
6. 官方参考文档链接
- FreeRTOS 官网：https://www.freertos.org/index.html
- RT‑Thread 文档中心
- RT‑Thread Nano 简介与下载页面（rt‑thread.org）
声明：本文全部内容转录自极海官方 AN1089 V1.0 应用笔记，产品实际开发需要结合原厂 SDK、芯片数据手册完成整机验证。
