FreeRTOS practical example with stepper motors using Blue Pill & STM32CubeIDE

Prerequisites

This project assumes you have already installed STM32CubeIDE. You need to have previously done a basic blink sketch with blue-pill using STM32CubeIDE. I have made a complete video from installing STM32CubeIDE to LED blink program. You can watch it by clicking this link. https://www.youtube.com/watch?v=kXg467nVd_A

Wiring Diagram

STM32CubeIDE Settings

Click SYS → Timebase Source → Select any timers (TIM3)

Click RCC → High Speed Clock (HSE) to Crystal/Ceramic Resonator

Click Clock Configuration tab → HCLK (MHz) to 72

Click Pinout and Configuration tab

Click Middelware → Click FREERTOS → Select Interface to CMSIS_V1

Configuration → Advanced Settings → USE_NEWLIB_REENTRANT (Enabled)

Configuration → Tasks and Queues

Rename the DefaultTask to Motor1

Create another task named Motor2

Change Priority to osPriorityNormal for all tasks

Click Timer → Click TIM1 →

Clock Source set to Internal Clock

Configuration → Parameter Settings →

Prescaler set to 71

Click Timer → Click TIM2 →

Clock Source set to Internal Clock

Configuration → Parameter Settings →

Prescaler set to 71

Set PA1, PA2, PA3, PA4, PA5 and PA6 GPIO_Output

Additional code on top of STM32CubeIDE generated code

/* USER CODE BEGIN 0 */
#define DIR_PIN GPIO_PIN_1  // for motor1
#define DIR_PORT GPIOA      // for motor1
#define STEP_PIN GPIO_PIN_2 // for motor1
#define STEP_PORT GPIOA     // for motor1
#define IN1_PIN GPIO_PIN_6  // for motor2
#define IN1_PORT GPIOA      // for motor2
#define IN2_PIN GPIO_PIN_5  // for motor2
#define IN2_PORT GPIOA      // for motor2
#define IN3_PIN GPIO_PIN_4  // for motor2
#define IN3_PORT GPIOA      // for motor2
#define IN4_PIN GPIO_PIN_3  // for motor2
#define IN4_PORT GPIOA      // for motor2

// micro seconds delay for motor1
void microDelay1 (uint16_t delay)
{
  __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 0);
  while (__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1) < delay);
}

// micro seconds delay for motor2
void microDelay2 (uint16_t delay)
{
  __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);
  while (__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2) < delay);
}

// motor1 for both directions
void step (int steps, uint8_t direction, uint16_t delay)
{
  int x;
  if (direction == 0)
    HAL_GPIO_WritePin(DIR_PORT, DIR_PIN, GPIO_PIN_SET);
  else
    HAL_GPIO_WritePin(DIR_PORT, DIR_PIN, GPIO_PIN_RESET);
  for(x=0; x<steps; x=x+1)
  {
    HAL_GPIO_WritePin(STEP_PORT, STEP_PIN, GPIO_PIN_SET);
    microDelay1(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(STEP_PORT, STEP_PIN, GPIO_PIN_RESET);
    microDelay1(delay);
  }
}

// CCV - Counter Clockwise motor2
void stepCCV (int steps, uint16_t delay) 
{
  for(int x=0; x<steps; x=x+1)
  {
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN4
    microDelay2(delay);
  }
}

// CV - Clockwise motor1
void stepCV (int steps, uint16_t delay) 
{
  for(int x=0; x<steps; x=x+1)
  {
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
    HAL_GPIO_WritePin(IN1_PORT, IN1_PIN, GPIO_PIN_SET);   // IN1
    HAL_GPIO_WritePin(IN2_PORT, IN2_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN2
    HAL_GPIO_WritePin(IN3_PORT, IN3_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN3
    HAL_GPIO_WritePin(IN4_PORT, IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET); // IN4
    microDelay2(delay);
  }
}
/* USER CODE END 0 */

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start(&htim1);
  HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
  /* USER CODE END 2 */

void StartMotor1(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    for(int y=0; y<8; y=y+1) // 8 times
    {
      step(25, 0, 800); // 25 steps (45 degrees) CCV
      osDelay(500);
    }
    step(800, 1, 5000); // 800 steps (4 revolutions ) CV
    osDelay(1000);
  }
  /* USER CODE END 5 */
}

void StartMotor2(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartMotor2 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    // 512 full rev & 1 rpm - 14648
    stepCV(256, 1000);  // 256 half revolution
    osDelay(100);
    stepCCV(128, 1000); // 128 quarter revolution
    osDelay(100);
  }
  /* USER CODE END StartMotor2 */
}