目录

1、简介

2、特点

3、三种任务调度方式

3.1 抢占式调度：

3.2 时间片调度：

3.3 协程式调度：

4、任务状态

5、常用API接口函数

1. 创建一个任务xTaskCreate()

2. 删除一个任务vTaskDelete()

3. 挂起任务vTaskSuspend()

4. 恢复被挂起任务vTaskResume()

5. 中断中恢复被挂起任务vTaskResumeFromISR()

6. 获取任务的状态eTaskGetState()

7. 任务中进入退出临界区

8. 中断中进入退出临界区

9. 关闭中断portDISABLE_INTERRUPTS()

10. 打开中断portENABLE_INTERRUPTS()

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1、简介

        RTOS全称为：Real Time OS，就是实时操作系统，强调的是：实时性，例如打游戏和回复信息，不需要等某一件事做完，可每间隔1ms(一个时间片时钟节拍)，然后交替做这两件 事，因为速度很快，从宏观的意义上来看，类似同步执行！

2、特点

        其有以下特点：①实现功能划分为多个任务；②延时函数不会空等待，会让出CPU的使用权给其他任务，即任务调度；③高优先级任务抢占低优先级任务；④每个任务都有自己的栈空间，用于保存局部变量以及任务的上下文信息。

3、三种任务调度方式

   3.1 抢占式调度：

        针对优先级不同的任务，每个任务都有一个优先级，优先级高的任务可以抢占优先级低的任务。

   3.2 时间片调度：

        针对优先级相同的任务，当多个任务的优先级相同时， 任务调度器会在每一次系统时钟节拍到的时候切换任务。

   3.3 协程式调度：

        当前执行任务将会一直运行，同时高优先级的任务不会抢占低优先级任务(不建议使用，因为官方已停止更新)。

4、任务状态

FreeRTOS中任务共存在4种状态：①运行态：正在执行的任务，该任务就处于运行态，注意在STM32中，同一时间仅一个任务处于运行态；②就绪态：如果该任务已经能够被执行，但当前还未被执行，那么该任务处于就绪态；③阻塞态：如果一个任务因延时或等待外部事件发生，那么这个任务就处于阻塞态；④挂起态：类似暂停，调用函数 vTaskSuspend() 进入挂起态，需要调用解挂函数vTaskResume() 才可以进入就绪态。

        仅就绪态可转变成运行态，其他状态的任务想运行，必须先转变成就绪态。

5、常用API接口函数

        注意：以下表格中的函数和参数信息是基于 FreeRTOS 版本 10.x 的情况，具体的版本可能会有差异。在使用这些函数时，请根据你所使用的 FreeRTOS 版本和相关文档进行确认。

    1. 创建一个任务xTaskCreate()

osThreadStaticDef(myTask02, StartTask02, osPriorityNormal, 0, 128, myTask02Buffer, &myTask02ControlBlock);
myTask02Handle = xTaskCreate(osThread(myTask02), NULL);

    2. 删除一个任务vTaskDelete()

//删除另外的任务
if(myTask02Handle != NULL){
    vTaskDelete(myTask02Handle);    //要删除的任务句柄
    myTask02Handle=NULL;            //清空
}


//删除本身任务
vTaskDelete(NULL);
myTask03Handle=NULL;

    3. 挂起任务vTaskSuspend()

//挂起另外的任务
vTaskSuspend(myTask02Handle);

//挂起当前任务
vTaskSuspend(NULL);    

    4. 恢复被挂起任务vTaskResume()

vTaskResume(myTask02Handle);

    5. 中断中恢复被挂起任务vTaskResumeFromISR()

//注意：必须是单片机的中断回调函数中运行该API函数
//注意：该EXTI中断优先级不能大于某一个设置的阈值优先级

//例如EXTI端口触发中断回调函数
void HAL_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){

    if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_9) {//判断哪个引脚触发外部中断

        BaseType_t xYieldRequired;
        xYieldRequired = vTaskResumeFromISR(myTask02Handle);//中断中恢复挂起任务

        if(xYieldRequired == pdTRUE){//判断任务恢复后，是否需要进行任务切换
            portYIELD_FROM_ISR(xYieldRequired );//任务切换
        }

    }
}

    6. 获取任务的状态eTaskGetState()

/* 
    *eRunning: 运行态
    *eReady  : 就绪态
    *eBlocked: 阻塞态
    *eSuspended: 挂起态
    *eDeleted: 已被删除
    *eInvalid: 无效态
*/

//判断是否挂起态，挂起则恢复任务
if(eTaskGetState(myTask02Handle) == eSuspended){
    vTaskResume(myTask02Handle);
}

    7. 获取任务的优先级uxTaskPriorityGet()

使用该函数需将宏 INCLUDE_uxTaskPriorityGet 置 1 。

UBaseType_t priority_num = 0;

priority_num = uxTaskPriorityGet( NULL );//获取自身任务优先级

priority_num = uxTaskPriorityGet(myTask02Handle);//获取myTask02Handle句柄任务优先级

    8. 设置任务的优先级vTaskPrioritySet() 

使用该函数需将宏 INCLUDE_vTaskPrioritySet 置 1 。

vTaskPrioritySet( myTask02Handle, 4);//设置myTask02Handle句柄任务优先级为4

    9. 获取系统中任务数量uxTaskGetNumberOfTasks() 

        RTOS 内核当前正在管理的任务数。这包括所有准备就绪、阻塞和挂起的任务。已删除但尚未被闲置任务释放的任务也将包含在计数中。

UBaseType_t num = 0 ;

num = uxTaskGetNumberOfTasks();

    8. 任务中进入退出临界区

vtaskENTER_CRITICAL();    //进入临界区后，不会被别的高优先级任务而打断该任务

......
......    //可以做别的操作，而不被高优先级任务打断
......

vtaskEXIT_CRITICAL();    //退出临界区，别的高优先级任务就会打断这个任务

    9. 中断中进入退出临界区

//注意：必须是单片机的中断回调函数中运行该API函数
//注意：该EXTI中断优先级不能大于某一个设置的阈值优先级


uint32_t save_status;


//例如EXTI端口触发中断回调函数
void HAL_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){

    if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_9) {//判断哪个引脚触发外部中断

       save_status = vtaskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();    //中断级"进入"临界区

    }
}


//另外的函数中
vtaskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(save_status);    //中断级"退出"临界区

    10. 关闭中断portDISABLE_INTERRUPTS()

portDISABLE_INTERRUPTS();    //屏蔽优先级低于某一个阈值的中断

    11. 打开中断portENABLE_INTERRUPTS()

portENABLE_INTERRUPTS();    //打开优先级低于某一个阈值的中断

vTaskDelay	延时任务执行	vTaskDelay(xTicksToDelay)	延时的时钟节拍数
xSemaphoreCreateBinary	创建二值信号量	xSemaphoreCreateBinary(xQueue)	信号量句柄
xQueueCreate	创建一个队列	xQueueCreate(uxQueueLength, uxItemSize)	队列长度、队列项大小
xQueueSend	发送数据到队列	xQueueSend(xQueue, pvItemToQueue, xTicksToWait)	队列句柄、要发送的数据指针、等待时间
xQueueReceive	从队列接收数据	xQueueReceive(xQueue, pvBuffer, xTicksToWait)	队列句柄、接收缓冲区指针、等待时间
xEventGroupCreate	创建事件组	xEventGroupCreate()	无
xEventGroupSetBits	设置事件组中的位	xEventGroupSetBits(xEventGroup, uxBitsToSet)	事件组句柄、要设置的位
xEventGroupWaitBits	等待事件组中的位	xEventGroupWaitBits(xEventGroup, uxBitsToWaitFor, xClearOnExit, xWaitForAllBits, xTicksToWait)	事件组句柄、等待的位、退出时是否清除、是否等待所有位、等待时间
xTimerCreate	创建一个定时器	xTimerCreate(pcTimerName, xTimerPeriod, uxAutoReload, pvTimerID, pxCallbackFunction)	定时器名称、定时周期、是否自动重载、定时器ID、回调函数指针
xTimerStart	启动定时器	xTimerStart(xTimer, xTicksToWait)	定时器句柄、等待时间