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STM32 FreeRTOS基础

news 2025/7/27 6:43:03

FreeRTOS 核心 API 函数详解：从任务管理到定时器控制

介绍 FreeRTOS 中几个最常用的核心 API 函数，包括任务管理、延时控制和定时器操作等关键功能。

任务管理核心函数

xTaskCreate：创建任务

xTaskCreate是 FreeRTOS 中创建任务的基础函数，用于在系统中创建一个新任务并将其添加到就绪列表中。

BaseType_t xTaskCreate(TaskFunction_t pvTaskCode, // 任务函数指针const char *const pcName, // 任务名称(调试用)const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth, // 栈大小void *pvParameters, // 传递给任务的参数UBaseType_t uxPriority, // 任务优先级(0~configMAX_PRIORITIES-1)TaskHandle_t *pxCreatedTask // 任务句柄(可用于后续操作)
);

参数说明：
pvTaskCode：任务函数，必须是一个无限循环结构，不能返回
pcName：任务名称，仅用于调试识别，最大长度由configMAX_TASK_NAME_LEN定义
usStackDepth：任务栈大小，单位是字 (不是字节)，与处理器架构有关
pvParameters：传递给任务函数的参数，可以为 NULL
uxPriority：任务优先级，数值越大优先级越高
pxCreatedTask：输出参数，用于接收创建的任务句柄，可设为 NULL
返回值：
pdPASS：任务创建成功
errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY：内存不足，任务创建失败

vTaskDelete：删除任务

vTaskDelete用于永久删除一个任务，被删除的任务将从所有就绪、阻塞、挂起等列表中移除。

void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);

参数说明：
xTaskToDelete：要删除的任务句柄，若为 NULL 则删除当前任务
注意事项：
被删除任务所占用的内存 (栈和 TCB) 只有在使用动态内存管理时才会自动释放
不能删除空闲任务和定时器服务任务
删除其他任务时要确保该任务不再被使用，避免悬空句柄

vTaskSuspend：挂起任务

vTaskSuspend用于将指定任务挂起，挂起的任务不会被调度器选中运行，直到被恢复。

void vTaskSuspend(TaskHandle_t xTaskToSuspend);

参数说明：
xTaskToSuspend：要挂起的任务句柄，若为 NULL 则挂起当前任务
特点：
挂起操作可以嵌套，即多次挂起需要相同次数的恢复操作
挂起不会释放任务已获取的资源
处于任何状态的任务都可以被挂起

vTaskResume：恢复任务

vTaskResume用于恢复被挂起的任务，使其重新进入调度队列。

void vTaskResume(TaskHandle_t xTaskToResume);

参数说明：
xTaskToResume：要恢复的任务句柄，不能为 NULL

使用示例：

// 挂起任务vTaskSuspend(xHandle);// 一段时间后恢复任务vTaskResume(xHandle);

延时函数

vTaskDelay：相对延时

vTaskDelay提供相对延时功能，使当前任务进入阻塞状态指定的时间。

void vTaskDelay(const TickType_t xTicksToDelay);

参数说明：
xTicksToDelay：延时的节拍数，系统节拍由configTICK_RATE_HZ配置
特点：
相对延时：从调用时刻开始计算延时时间
延时期间任务进入阻塞状态，CPU 可以调度其他任务
实际延时时间可能大于等于指定时间，受系统调度影响

使用示例：

// 延时100个节拍，如果configTICK_RATE_HZ=1000，则约为100msvTaskDelay(100);// 延时1秒的跨平台写法vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));

定时器控制函数

xTimerCreate：创建软件定时器

xTimerCreate用于创建一个软件定时器，软件定时器是基于系统节拍的定时机制。

TimerHandle_t xTimerCreate(const char *const pcTimerName, // 定时器名称const TickType_t xTimerPeriodInTicks, // 定时器周期(节拍数)const UBaseType_t uxAutoReload, // 是否自动重载void *pvTimerID, // 定时器IDTimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction // 回调函数
);

参数说明：
pcTimerName：定时器名称，仅用于调试
xTimerPeriodInTicks：定时器周期，单位为节拍
uxAutoReload：pdTRUE表示自动重载 (周期性触发)，pdFALSE表示一次性触发
pvTimerID：定时器 ID，可用于在回调函数中区分不同定时器
pxCallbackFunction：定时器超时回调函数
返回值：
成功：返回创建的定时器句柄
失败：返回 NULL (通常是内存不足)

xTimerStart：启动定时器

xTimerStart用于启动一个已创建的定时器，使其开始计时。

BaseType_t xTimerStart(TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait);

参数说明：
xTimer：要启动的定时器句柄
xTicksToWait：等待时间，若定时器命令队列满，最多等待的节拍数
返回值：
pdPASS：启动成功
errQUEUE_FULL：失败，通常是命令队列满

xTimerStop：停止定时器

xTimerStop用于停止一个正在运行的定时器。

BaseType_t xTimerStop(TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait);

参数说明：
xTimer：要停止的定时器句柄
xTicksToWait：等待时间，若定时器命令队列满，最多等待的节拍数
返回值：
pdPASS：停止成功
errQUEUE_FULL：失败，通常是命令队列满

例子：

创建两个任务，一个是普通任务，一个是定时器任务

普通任务通过xTaskCreate创建，xTimerStart 和 xTimerStop 开启和关闭定时器任务。
定时器任务通过xTimerCreate创建，vTaskSuspend 和 vTaskResume 挂起和恢复普通任务。


// Task priorities
#define START_TASK_PRIO		1
#define LED_TASK_PRIO		2// Task stack sizes
#define START_STK_SIZE 		128
#define LED_STK_SIZE 		128// Task handles
TaskHandle_t StartTask_Handler;
TaskHandle_t LedTask_Handler;
TimerHandle_t PrintTimer_Handler;// Task functions
void start_task(void *pvParameters);
void led_task(void *pvParameters);// Timer callback function
void TimerCallback(TimerHandle_t xTimer);int main(void)
{ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4); // Set system interrupt priority group 4delay_init(168);            // Initialize delay functionuart_init(115200);          // Initialize serial portLED_Init();                 // Initialize LED portprintf("System initialization completed, preparing to start FreeRTOS...\r\n");// Create the start taskxTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,(const char*    )"start_task",(uint16_t       )START_STK_SIZE,(void*          )NULL,(UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);vTaskStartScheduler();      // Start task scheduling// If the program executes to this point, it means the scheduler failed to startwhile(1);
}// Start task - Create other tasks and delete itself
void start_task(void *pvParameters)
{BaseType_t xResult;printf("Start task is executing, creating LED and OLED tasks...\r\n");// Create the LED taskxResult = xTaskCreate((TaskFunction_t )led_task,(const char*    )"led_task",(uint16_t       )LED_STK_SIZE,(void*          )NULL,(UBaseType_t    )LED_TASK_PRIO,(TaskHandle_t*  )&LedTask_Handler);if(xResult != pdPASS) {printf("Failed to create LED task!\r\n");}// Create the timer, set to triggerPrintTimer_Handler = xTimerCreate("PrintTimer",          // Timer namepdMS_TO_TICKS(1000),   // Timer period in tickspdTRUE,                // Auto-reload timer(void*) 0,             // Timer IDTimerCallback          // Timer callback function);if(PrintTimer_Handler != NULL) {// Start the timerif(xTimerStart(PrintTimer_Handler, 0) != pdPASS) {printf("Failed to start timer!\r\n");}} else {printf("Failed to create timer!\r\n");}// Delete the start taskvTaskDelete(NULL);
}
// LED task - Control LED blinking
void led_task(void *pvParameters)
{int nCount = 0;while(1){nCount++;if (nCount == 10){printf("[LED Task] nCount = %d, Stop Timer\r\n", nCount);xTimerStop(PrintTimer_Handler, 0);}else if (nCount == 20){printf("[LED Task] nCount = %d, Start Timer\r\n", nCount);xTimerStart(PrintTimer_Handler, 0);}LED0 = ~LED0;  // Toggle LED stateprintf("[LED Task] LED state toggled, state: %d, nCount = %d\r\n", LED0, nCount);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));}
}// Timer callback function
void TimerCallback(TimerHandle_t xTimer)
{static u16 count = 0;TickType_t currentTickCount = xTaskGetTickCount();printf("[Timer Task] Current TickCount: %lu, count = %d\r\n", (unsigned long)currentTickCount, count);count++;if(count == 10){printf("[Timer Task] Suspend LED Task, count: %d\r\n", count);vTaskSuspend(LedTask_Handler);        }else if(count == 20){printf("[Timer Task] Resume LED Task, count: %d\r\n", count);vTaskResume(LedTask_Handler);count = 0;}}

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http://www.lryc.cn/news/600441.html