FreeRTOS 任务与中断函数：运行机制、关键区别与使用准则
一、任务相关函数（Task-related Functions）
任务是 FreeRTOS 的基本执行单元，运行在操作系统的调度器控制下，属于线程级代码，通常用于实现复杂的、非实时性要求极高的逻辑。
核心特性：
- 运行在任务上下文（Task Context），可被调度器暂停、恢复或切换。
- 允许阻塞（如vTaskDelay()），阻塞时会释放 CPU 资源给其他任务。
- 函数名通常不带FromISR后缀。
- 可安全访问大部分 FreeRTOS 内核对象（队列、信号量等）。
常用函数分类：
- 任务创建与管理
- xTaskCreate()：创建新任务（动态分配栈空间）。
- xTaskCreateStatic()：创建新任务（静态分配栈空间，需手动指定栈和控制块）。
- vTaskDelete()：删除指定任务。
- vTaskSuspend() / vTaskResume()：暂停 / 恢复指定任务。
- vTaskDelay()：任务延迟（相对时间，单位：ticks）。
- vTaskDelayUntil()：任务延迟（绝对时间，用于周期性任务）。
- 内核对象操作（任务上下文）
- 队列：xQueueSend()、xQueueReceive()、xQueuePeek()等。
- 信号量：xSemaphoreGive()、xSemaphoreTake()等。
- 事件组：xEventGroupSetBits()、xEventGroupWaitBits()等。
二、中断相关函数（Interrupt-related Functions）
中断是硬件或软件触发的异步事件，用于快速响应紧急操作（如 GPIO 电平变化、定时器溢出等）。中断服务程序（ISR）运行在中断上下文，需尽可能简短，避免阻塞。
核心特性：
- 运行在中断上下文，优先级高于所有任务，不可被调度器暂停。
- 禁止阻塞操作（如vTaskDelay()），否则会导致系统崩溃。
- 函数名通常带FromISR后缀，明确标识用于 ISR。
- 操作内核对象时需使用专门的中断安全版本，且需处理 “中断嵌套” 和 “上下文切换请求”。
常用函数分类：
- 内核对象操作（中断上下文）
- 队列：xQueueSendFromISR()、xQueueReceiveFromISR()等（需传入pxHigherPriorityTaskWoken参数）。
- 信号量：xSemaphoreGiveFromISR()、xSemaphoreTakeFromISR()等。
- 事件组：xEventGroupSetBitsFromISR()等。
- 中断管理辅助函数
- portYIELD_FROM_ISR()：在 ISR 中请求上下文切换（当pxHigherPriorityTaskWoken为pdTRUE时调用）。
- uxTaskPriorityGetFromISR()：获取任务优先级（中断安全版本）。
- vTaskNotifyGiveFromISR()：发送任务通知（中断安全版本）。
三、关键区别对比
维度 | 任务函数（非 FromISR） | 中断函数（FromISR） |
运行上下文 | 任务上下文（可被调度） | 中断上下文（不可被调度） |
是否允许阻塞 | 允许（如vTaskDelay()） | 禁止（否则系统崩溃） |
函数名标识 | 无FromISR后缀 | 带FromISR后缀 |
内核对象操作 | 直接操作，无需额外参数 | 需传入pxHigherPriorityTaskWoken，用于判断是否需要切换上下文 |
执行时间 | 可长（复杂逻辑） | 必须短（避免影响系统响应） |
优先级 | 受调度器管理（0~configMAX_PRIORITIES-1） | 由硬件 / 内核决定（通常高于任务） |
四、使用原则
- 任务中调用非 FromISR 函数：任务上下文允许阻塞和复杂操作，优先使用普通版本函数。
- ISR 中必须调用 FromISR 函数：中断上下文禁止阻塞，必须使用中断安全版本，且操作完成后需通过portYIELD_FROM_ISR()触发上下文切换（如果需要）。
- 避免在 ISR 中执行耗时操作：ISR 应仅完成必要工作（如数据传递给任务），复杂逻辑交给任务处理。
A_Task（）任务调度
在while中调用
阻塞超时时间0---100个Tick
失败就阻塞 100个Tick
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Key_ISR（）中断
调用
不进行阻塞超时间 也就是0个Tick
在中断中使用这个函数，要么成功，要么失败
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A写队列，当写队列时有可能唤醒任务B，B的优先级高于任务A，任务B马上运行，任务B一直没有主动放弃处理器资源的话，任务A就无法执行。这就是一个严重问题。
唤醒问题：
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就是当写队列A时，在函数内部把任务B唤醒了，任务B的优先级更高，导致函数迟迟无法返回，所以时间为任意（0-∞），B迟迟不放弃运行的话，任务A就永远无法运行。
这个函数
- 进行写队列
- 写队列失败后，进行阻塞，阻塞的时间最多为100TICK
- 写成功后，wake up 。如果唤醒的任务的优先级的任务更高，原来的任务就无法被运行。
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在中断中使用这个函数，要么成功，要么失败，不会进行等待
调用这个函数
- 是否要唤醒B 答案是的
- 是否需要马上切换 不进行马上切换，当中断快结束时，再进行切换。函数内部不调用切换
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假设调用KEY_ISR中断，
写100个数据，假设队列里面有100个任务，等待写入数据
通过中断写队列，队列里面有个链表有1-100个任务，都在等待数据
调用这个函数
- 唤醒 就是从阻塞链表移动到就绪链表 不花什么时间
- 切换 比较复杂 保存当前的任务现场，恢复新任务现场
涉及到寄存器的写 ，寄存器的读 比较耗时间
在中断里面切换有意义吗？
没有意义，因为你再怎么切换都无法立刻被执行，因为中断的优先级永远高于所有任务
当处于中断时，无法执行其他任务，当中断结束，切换为其他任务
所以
调用这个函数时，就不进行切换 ，改为记录
- 唤醒 就是从阻塞链表移动到就绪链表 不花什么时间
- 记录 记录是否有更高优先级的任务被唤醒
当执行完这些复杂操作之后，在退出中断之前再切换
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在这两个场景里面有很大的差别，所以使用这个函数
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改进实时问题
就是优先级A运行时，发生中断，会唤醒B(高优先级任务)。
按理来说应该当中断结束后，立刻进行高优先级的任务B
但是B没有运行，而是恢复任务A，
当下一个Tick中断到来时，切换为任务B
那么这段过程中任务B就是被延时了
为什么B被延时，就是由于在触发中断时，没有进行发起调度，从而导致了延时，所以为了实时性，应该在中断结束前发起调度
只进行了唤醒，而没有调度，导致实时性有所差距
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如何进行调度呢？
使用函数
切换函数
portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );示例
void XXX_ISR()
{int i;BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;for (i = 0; i < N; i++){xQueueSendToBackFromISR(..., &xHigherPriorityTaskWoken); /* 被多次调用 */}/* 最后再决定是否进行任务切换 * xHigherPriorityTaskWoken为pdTRUE时才切换*/portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}xHigherPriorityTaskWoken 用于标记是否有更高优先级任务因队列操作被唤醒，需在中断结束时判断是否触发任务切换。
xQueueSendToBackFromISR 是 FreeRTOS 中断安全的队列发送函数（向队列尾部发数据），循环里多次调用，每次传 &xHigherPriorityTaskWoken 记录调度需求。
最后用 portYIELD_FROM_ISR ，根据 xHigherPriorityTaskWoken 的值（pdTRUE 则触发），决定是否在中断退出时切换到被唤醒的高优先级任务，保证实时性。