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2、结合STM32CubeMX学习FreeRTOS实时操作系统——任务

news 2025/6/24 6:03:47

前言

1、FreeRTOS中的任务是什么

2、创建任务

3、运行任务

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前言

上一章介绍了如何使用STM32CubeMX在项目中添加FreeRTOS操作系统，本文开始学习如何结合STM32CubeMX软件使用FreeRTOS中最重要的基础核心——任务。

1、FreeRTOS中的任务是什么

FreeRTOS中的任务是一个具有独立内存（堆栈）空间的无线循环的函数，需要开发者为其严格分配优先级，具有运行——阻塞——就绪——挂起四种状态。

运行态表示任务正在运行；就绪态表示任务可以运行；阻塞态表示任务正在等待某一进程，CPU可以先执行其他的任务；挂起态表示任务取消执行，除非调用解除挂起xTaskResumeAll()等函数，才能让这个任务变为就绪状态，参与到任务调度中。

如果系统中存在不同优先级的任务，那么在高优先级任务运行完后，一定在函数末尾要调用阻塞指令，例如osDelay(20)等函数，让任务由运行态进入阻塞态，否则高优先级任务在执行完后，会直接从运行态转换为就绪态，基于抢占调度策略不间断执行，同优先级的任务基于时间片轮转调度算法会正常执行，但优先级低于它的任务会没有权限执行。

通过STM32CubeMX软件创建FreeRTOS中的任务后，直接在app_freertos.c文件中找到对应的任务函数，在函数内编程即可，系统在创建任务时会自动把任务函数入口注册在链表中，然后使用osKernelStart()函数启动任务调度算法，实现任务的自动调用切换。这其中，开发者只需要手动编写任务函数内的执行代码，实现对应的功能。

2、创建任务

以下是与任务创建有关的选项，不理解参数意义的可以看这篇博客——《结合 STM32CubeMX 使用 FreeRTOS 实时操作系统》，里面介绍了每一个参数栏的功能。

在配置完FreeRTOS系统的参数后，需要在STM32CubeMX中点击Add添加任务实例：

其中需要重点关注任务优先级，FreeRTOS中一定要为任务分配好优先级，正常情况下，任务优先级从正常（中级）开始分配，一开始就使用高优先级来配置任务的话，不利于后续新增功能的开发。

3、运行任务

配置完成后，使用STM32CubeMX来生成项目代码，在Core目录下，找到对应的app_freertos.c文件，开发者需要在这个文件中的任务函数中，实现具体的功能。

需要开发者修改的代码在app_freertos.c文件中，这个文件中定义了任务的接口，只需要在任务函数内实现具体的功能，剩下的交给FreeRTOS系统调度算法。本例程中的任务接口如下所示：

/*** @brief  Function implementing the defaultTask thread.* @param  argument: Not used* @retval None*/void StartDefaultTask(void const * argument){/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask *//* Infinite loop */for(;;)         //无限循环，通过任务调度算法实现任务之间的切换{static uint8_t u8SwitchLED2 = 0;if(u8SwitchLED2)LED0_ON;elseLED0_OFF;u8SwitchLED2 = !u8SwitchLED2;/*延时阻塞，程序在执行到这里时，系统会将该任务由运行态切换到阻塞态，从而可以执行低优先级任务没有延时的话，该任务阻塞态不会出现，低于该任务优先级的任务，不会被执行*/osDelay(100);}/* USER CODE END StartDefaultTask */}

在main.c文件中，可以看到在硬件外设初始化完毕之后，程序调用了MX_FREERTOS_Init()函数，这是FreeRTOS的初始化函数，在函数里创建并注册开发者在CubeMX中配置的任务、定时器、互斥量、队列等内容；还有一个osKernelStart()函数，这是FreeRTOS任务调度算法启动函数，调用之后，系统开始根据时间片轮转策略和抢占优先级策略自动调用任务执行。