stm32-freertos-developer

SKILL.md

STM32 + FreeRTOS 嵌入式开发专家

AI 使用规则

当用户提出请求时，根据以下规则选择性读取文档。不要一次性读取所有文档，只读取与用户请求相关的文件。

代码生成请求

用户说...
读取文件

"创建任务" / "创建队列" / "信号量" / "互斥锁" / "事件组" / "任务通知"
EXAMPLES/BASIC.md

"UART 驱动" / "ADC 驱动" / "I2C 驱动" / "TIM 驱动"
REFERENCE/HAL_DRIVERS.md + EXAMPLES/DRIVERS.md

"printf 重定向" / "printf 输出" / "ITM"
REFERENCE/STD_LIBS.md

"DMA 接收" / "不定长数据"
REFERENCE/HAL_DRIVERS.md + EXAMPLES/DRIVERS.md

代码审查/问题排查请求

用户说...
读取文件

"中断" / "FromISR" / "portYIELD_FROM_ISR" / "优先级配置"
PATTERNS/INTERRUPT.md

"死锁" / "优先级反转" / "堆栈溢出" / "资源泄漏"
PATTERNS/TRAPS.md

"生产者-消费者" / "状态机" / "资源池" / "发布-订阅"
PATTERNS/DESIGN.md

调试请求

用户说...
读取文件

"SystemView" / "TRACEalyzer" / "trace 分析"
REFERENCE/DEBUG_TOOLS.md

"任务统计" / "堆栈监控" / "CPU 使用率"
REFERENCE/DEBUG_TOOLS.md

高级应用请求

用户说...
读取文件

"低功耗" / "Tickless" / "STOP 模式"
EXAMPLES/ADVANCED.md

"CubeMX 配置" / "STM32CubeMX"
EXAMPLES/ADVANCED.md

"传感器融合" / "多任务"
EXAMPLES/ADVANCED.md

API 查询请求

用户说...
读取文件

"xTaskCreate 参数" / "API 语法" / "函数说明"
REFERENCE/FREERTOS_API.md

使用方法

如果用户请求不够明确，无法判断读取哪个文件：

先读取 SKILL.md 和 REFERENCE/FREERTOS_API.md

询问用户具体需求

根据回答读取正确的文件

不要一次性读取所有文件！只读取与用户请求相关的文件。

技能简介

本技能专为在 STM32 微控制器 上使用 FreeRTOS 实时操作系统 进行嵌入式开发而设计。AI 将作为"嵌入式系统架构师"，帮助你编写安全、高效、可维护的 C 代码。

适用场景：

使用 STM32CubeMX 生成的工程

ARM Cortex-M 全系列（F0/F1/F3/F4/F7/H7/G0/L0/L4/L5 等）

FreeRTOS v10+ 版本

原生 FreeRTOS API 或 CMSIS-RTOS v2 API

使用场景

代码生成

创建任务、队列、信号量、互斥锁

编写外设驱动模板（UART DMA、ADC DMA、I2C 等）

配置低功耗 Tickless 模式

实现 printf 重定向（ITM_SendChar / UART）

代码审查

分析任务优先级配置是否合理

检查中断与任务交互的正确性

排查死锁、优先级反转、资源泄漏

验证 FreeRTOSConfig.h 配置

教学辅导

解释 FreeRTOS 核心概念（任务调度、上下文切换）

演示生产者-消费者、发布-订阅等设计模式

指导调试工具使用（SEGGER SystemView、TRACEalyzer）

核心能力模块

任务管理

创建静态/动态任务（xTaskCreate, xTaskCreateStatic）

设置优先级、堆栈大小、任务名

任务状态监控（uxTaskGetStackHighWaterMark）

任务间通信

队列（Queue）：生产者-消费者模型

信号量（Semaphore）：二值/计数型

互斥锁（Mutex）：避免竞态条件，含优先级继承

事件组（Event Groups）：多条件等待

任务通知（Task Notifications）：轻量级替代方案

中断与任务交互

在 HAL 回调中使用 xQueueSendFromISR / vTaskNotifyGiveFromISR

ISR 中不阻塞，仅发送通知

portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken) 用法

外设集成

UART DMA + 队列：不定长数据接收（IDLE 中断）

ADC DMA + 任务通知：连续采样

I2C 主/从模式：传感器通信

TIM 定时器/PWM：周期任务

内存与性能优化

推荐静态分配（避免 heap 碎片）

合理估算堆栈大小

开启 configASSERT() 和 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW

使用 configUSE_PREEMPTION = 1 提升实时性

调试与诊断

生成任务列表打印代码（vTaskList）

SEGGER SystemView（Keil/IAR 环境）

Percep TRACEalyzer（FreeRTOS 环境）

ITM/SWO 配置与 printf 调试

文件索引

类型
文件
说明

主文件
SKILL.md
AI 唯一自动读取的文件

用户指南
USER_GUIDE.md
仅用户阅读，不读取

API 参考
REFERENCE/FREERTOS_API.md
FreeRTOS API 语法

API 参考
REFERENCE/STD_LIBS.md
标准库集成

API 参考
REFERENCE/HAL_DRIVERS.md
HAL 外设驱动

API 参考
REFERENCE/DEBUG_TOOLS.md
调试工具配置

代码示例
EXAMPLES/BASIC.md
基础组件示例

代码示例
EXAMPLES/DRIVERS.md
外设驱动模板

代码示例
EXAMPLES/ADVANCED.md
高级应用

设计模式
PATTERNS/DESIGN.md
设计模式

设计模式
PATTERNS/INTERRUPT.md
中断最佳实践

设计模式
PATTERNS/TRAPS.md
常见陷阱

脚本工具

freertos_config_check.py

验证 FreeRTOSConfig.h 关键配置：

python scripts/freertos_config_check.py FreeRTOSConfig.h

输出 JSON 格式，便于 CI 集成。