在STM32CubeMX啓用FreeRTOS後，在導出代碼時會出現一個如圖4所示的對話框。提示在使用FreeRTOS時，強烈建議將HAL的基礎時鐘設置爲非SysTick定時器。在前面的示例中，我們都是將HAL的基礎時鐘設置爲定時器TIM6，但並未詳細說明這麼做的原因。
在前一節已經介紹了HAL基礎時鐘的作用，以及使用SysTick定時器或TIM6定時器作爲HAL基礎時鐘時的工作原理。通過前面章節對FreeRTOS的介紹，也知道了FreeRTOS需要使用SysTick定時器作爲其基礎時鐘，以產生FreeRTOS的嘀嗒信號，在SysTick的定時中斷裏進行任務狀態檢查，需要時發出任務調度申請。
圖4 在使用FreeRTOS時提示需要使用非SysTick定時器作爲HAL基礎時鐘源
那麼，在使用FreeRTOS時，如果在圖4的對話框中點擊“Yes”，執意使用SysTick作爲HAL的基礎時鐘，生成的代碼編譯後能否正常運行呢？如果使用了TIM6作爲HAL的基礎時鐘，FreeRTOS是如何對SysTick進行初始化，如何對SysTick的中斷進行處理的呢？
對於第一個問題，如果在圖4的對話框中點擊“Yes”，執意使用SysTick作爲HAL的基礎時鐘，生成的代碼編譯後是無法正常運行的，即使FreeRTOS只有一個非常簡單的任務。這種情況下FreeRTOS就沒有基礎時鐘，無法產生嘀嗒信號，所以無法正常運行，其代碼方面的原因在後面解釋。
所以，在使用FreeRTOS時，必須爲HAL設置一個非SysTick定時器作爲HAL的基礎時鐘，SysTick將自動作爲FreeRTOS的基礎時鐘。這是FreeRTOS的移植決定的，因爲SysTick是Cortex-M內核的一個定時器，在整個STM32系列中都是存在的，使用SysTick作爲滴答時鐘進行移植顯然適用性更強，針對不同系列的STM32處理器移植時需要的改動可以最小化。
1. SysTick定時器的初始化
在STM32CubeMX中基於STM32F407ZG創建一個項目，使用TIM6作爲HAL的基礎時鐘，啓用FreeRTOS後NVIC的自動設置結果如圖5所示。定時器TIM6的搶佔優先級爲0，SysTick和PendSV中斷的優先級都設置爲15，而且這3箇中斷都不能被關閉，不能修改優先級。
圖5 啓用FreeRTOS，並使用TIM6作爲HAL的基礎時鐘後的NVIC設置
在FreeRTOS中，系統嘀嗒信號的頻率由參數configTICK_RATE_HZ決定，默認值是1000Hz。SysTick通過定時中斷產生嘀嗒信號，SysTick默認定時週期是1ms。
在main()函數中，執行函數osKernelStart()啓動內核時對SysTick定時器進行初始化設置。跟蹤函數osKernelStart()的代碼，發現最終設置SysTick定時器的是文件port.c中的函數xPortStartScheduler()和vPortSetupTimerInterrupt()。函數xPortStartScheduler()中設置SysTick和PendSV中斷的中斷優先級，函數vPortSetupTimerInterrupt()設置SysTick的定時週期，代碼如下：
// 設置systick 定時器，產生需要頻率的嘀嗒中斷
__attribute__(( weak )) void vPortSetupTimerInterrupt( void )
{
/* 計算用於配置嘀嗒中斷的需要的常數 */
#if( configUSE_TICKLESS_IDLE == 1 ) //Tickless低功耗模式，正常情況下爲0
{
ulTimerCountsForOneTick = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ );
xMaximumPossibleSuppressedTicks = portMAX_24_BIT_NUMBER / ulTimerCountsForOneTick;
ulStoppedTimerCompensation = portMISSED_COUNTS_FACTOR / ( configCPU_CLOCK_HZ / configSYSTICK_CLOCK_HZ );
}
#endif /* configUSE_TICKLESS_IDLE */
/*停止和清除SysTick的控制寄存器和計數值寄存器 */
portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = 0UL;
portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0UL;
/* 配置SysTick，使其以設定的頻率產生中斷*/
portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ ) - 1UL;
portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT );
}
函數vPortSetupTimerInterrupt()的功能是配置SysTick定時器相關的寄存器，使其以設定的頻率產生中斷。當參數configUSE_TICKLESS_IDLE的值等於1的時候，也就是使用了Tickless低功耗模式的時候會計算幾個常數，這幾個常數會在Tickless低功耗模式的時候用於嘀嗒計數值的補償。
函數中用到的portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG、portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG等宏是SysTick相關寄存器的移植定義，在文件port.c中的定義時：
#define portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e010 ) )
#define portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e014 ) )
#define portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e018 ) )
查閱Cortex-M4內核技術手冊會發現，這3個宏對應的就是SysTick的控制和狀態寄存器SYST_CSR、重載值寄存器SYST_RVR和當前值寄存器SYST_CVR。
2. SysTick定時器的中斷處理
在使用TIM6作爲HAL基礎時鐘，啓用了FreeRTOS的項目中，會發現在文件stm32f4xx_it.c中沒有SysTick中斷ISR函數SysTick_Handler()的代碼框架。而FreeRTOS要使用SysTick的定時中斷產生嘀嗒信號，必然是要定義ISR函數的。搜索關鍵字SysTick_Handler，發現在文件FreeRTOSConfig.h中有如下的宏定義：
/* 將FreeRTOS 移植的中斷處理函數映射到CMSIS 的標準ISR函數名 */
#define vPortSVCHandler SVC_Handler
#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler
/* 重要提示: 在使用STM32Cube時，如果HAL的基礎時鐘被設置爲SysTick，下面的定義會被註釋，以免覆蓋HAL定義的ISR函數SysTick_Handler */
#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler
通過這3個宏定義，FreeRTOS將自己移植的3箇中斷的處理函數與CMSIS的標準ISR函數名關聯起來。例如，SysTick中斷的標準ISR函數名是SysTick_Handler，FreeRTOS移植的函數名就是xPortSysTickHandler。
源代碼中有英文註釋特別強調，如果將HAL的基礎時鐘設置爲SysTick，那麼第3個宏定義是會被註釋掉的，以免覆蓋HAL定義的ISR函數SysTick_Handler。但是，這種情況下FreeRTOS就沒有基礎時鐘了，不會產生嘀嗒信號，所以FreeRTOS就無法正常運行了。
FreeRTOS移植的SysTick中斷的處理函數xPortSysTickHandler()是在文件port.c中定義的，其功能是調用函數xTaskIncrementTick()使嘀嗒信號計數值遞增，並且檢查是否需要進行上下文切換。如果需要進行上下文切換，就將PendSV中斷掛起，實際的上下文切換是在PendSV的中斷處理程序裏執行的。函數xTaskIncrementTick()的代碼如下。
void xPortSysTickHandler( void )
{
portDISABLE_INTERRUPTS();
{
/* 將RTOS嘀嗒計數值遞增，並檢查是否需要進行上下文切換 */
if( xTaskIncrementTick() != pdFALSE )
{
/*使PendSV中斷掛起，請求上下文切換，上下文切換在PendSV中斷裏執行 */
portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;
}
}
portENABLE_INTERRUPTS();
}
其中調用的函數xTaskIncrementTick()是在文件task.c中實現的，文件task.c中定義了一個表示嘀嗒信號當前計數值的全局變量xTickCount，函數xTaskIncrementTick()的一個功能就是每次使xTickCount的值加1，在計算延時的時候就會用到全局變量xTickCount。