文章目录一·、软件定时器的基本概念二、软件定时器应用场景三、软件定时器的精度四、软件定时器的运作机制五、软件定时器函数接口讲解1.软件定时器创建函数 xTimerCreate()2.软件定时器启动函数 xTimerStart()3.软件定时器停止函数 xTimerStop()4.软件定时器任务5.软件定时器删除函数 xTimerDelete()五、软件定时器实验六、实验现象一·、软件定时器的基本概念定时器是指从指定的时刻开始经过一个指定时间然后触发一个超时事件用户 可以自定义定时器的周期与频率。类似生活中的闹钟我们可以设置闹钟每天什么时候响 还能设置响的次数是响一次还是每天都响。定时器有硬件定时器和软件定时器之分硬件定时器是芯片本身提供的定时功能。一般是由外部晶振提供给芯片输入时钟芯 片向软件模块提供一组配置寄存器接受控制输入到达设定时间值后芯片中断控制器产 生时钟中断。硬件定时器的精度一般很高可以达到纳秒级别并且是中断触发方式。软件定时器软件定时器是由操作系统提供的一类系统接口它构建在硬件定时器基 础之上使系统能够提供不受硬件定时器资源限制的定时器服务它实现的功能与硬件定 时器也是类似的。使用硬件定时器时每次在定时时间到达之后就会自动触发一个中断用户在中断中 处理信息而使用软件定时器时需要我们在创建软件定时器时指定时间到达后要调用的 函数也称超时函数/回调函数为了统一下文均用回调函数描述在回调函数中处理 信息。注意软件定时器回调函数的上下文是任务下文所说的定时器均为软件定时器。软件定时器在被创建之后当经过设定的时钟计数值后会触发用户定义的回调函数。 定时精度与系统时钟的周期有关。一般系统利用 SysTick 作为软件定时器的基础时钟软 件定时器的回调函数类似硬件的中断服务函数所以回调函数也要快进快出而且回调 函数中不能有任何阻塞任务运行的情况软件定时器回调函数的上下文环境是任务比 如 vTaskDelay()以及 其它能阻 塞任务运 行的函数 两次触发 回调函数 的时间间 隔 xTimerPeriodInTicks 叫定时器的定时周期。FreeRTOS 操作系统提供软件定时器功能软件定时器的使用相当于扩展了定时器的数 量允许创建更多的定时业务。FreeRTOS 软件定时器功能上支持裁剪能通过宏关闭软件定时器功能。软件定时器创建。软件定时器启动。软件定时器停止。软件定时器复位。软件定时器删除。FreeRTOS 提供的软件定时器支持单次模式和周期模式单次模式和周期模式的定时时 间到之后都会调用软件定时器的回调函数用户可以在回调函数中加入要执行的工程代码。单次模式当用户创建了定时器并启动了定时器后定时时间到了只执行一次回调 函数之后就将该定时器进入休眠状态不再重新执行。周期模式这个定时器会按照设置的定时时间循环执行回调函数直到用户将定时器 删除。具体看图1图1软件定时器的单次模式与周期模式FreeRTOS 通过一个 prvTimerTask 任务也叫守护任务 Daemon管理软定时器它是 在启动调度器时自动创建的为了满足用户定时需求。prvTimerTask 任务会在其执行期间 检查用户启动的时间周期溢出的定时器并调用其回调函数。只有设置 FreeRTOSConfig.h 中的宏定义 configUSE_TIMERS 设置为 1 将相关代码编译进来才能正常使用软件定时 器相关功能。二、软件定时器应用场景在很多应用中我们需要一些定时器任务硬件定时器受硬件的限制数量上不足以 满足用户的实际需求无法提供更多的定时器那么可以采用软件定时器来完成由软件 定时器代替硬件定时器任务。但需要注意的是软件定时器的精度是无法和硬件定时器相比 的而且在软件定时器的定时过程中是极有可能被其它中断所打断因为软件定时器的执 行上下文环境是任务。所以软件定时器更适用于对时间精度要求不高的任务一些辅助 型的任务。三、软件定时器的精度在操作系统中通常软件定时器以系统节拍周期为计时单位。系统节拍是系统的心跳 节拍表示系统时钟的频率就类似人的心跳1s 能跳动多少下系统节拍配置为 configTICK_RATE_HZ该宏在 FreeRTOSConfig.h 中有定义默认是 1000。那么系统的时 钟节拍周期就为 1ms1s跳动 1000 下每一下就为 1ms。软件定时器的所定时数值必须 是这个节拍周期的整数倍例如节拍周期是 10ms那么上层软件定时器定时数值只能是 10ms20ms100ms 等而不能取值为 15ms。由于节拍定义了系统中定时器能够分辨的 精确度系统可以根据实际系统 CPU 的处理能力和实时性需求设置合适的数值系统节拍周期的值越小精度越高但是系统开销也将越大因为这代表在 1 秒中系统进入时钟中 断的次数也就越多。四、软件定时器的运作机制软件定时器是可选的系统资源在创建定时器的时候会分配一块内存空间。当用户创 建并启动一个软件定时器时 FreeRTOS 会根据当前系统时间及用户设置的定时确定该定 时器唤醒时间并将该定时器控制块挂入软件定时器列表FreeRTOS 中采用两个定时器列 表维护软件定时器pxCurrentTimerList 与 pxOverflowTimerList 是列表指针在初始化的时 候分别指向 xActiveTimerList1 与 xActiveTimerList2软件定时器用到的列表PRIVILEGED_DATA static List_t xActiveTimerList1; PRIVILEGED_DATA static List_t xActiveTimerList2; PRIVILEGED_DATA static List_t *pxCurrentTimerList; PRIVILEGED_DATA static List_t *pxOverflowTimerList;xCurrentTimerList系统新创建并激活的定时器都会以超时时间升序的方式插入到 pxCurrentTimerList 列表中。系统在定时器任务中扫描 pxCurrentTimerList 中的第一个定时 器看是否已超时若已经超时了则调用软件定时器回调函数。否则将定时器任务挂起 因为定时时间是升序插入软件定时器列表的列表中第一个定时器的定时时间都还没到的 话那后面的定时器定时时间自然没到。 pxOverflowTimerList 列表是在软件定时器溢出的时候使用作用与 pxCurrentTimerList 一致。 同时FreeRTOS 的软件定时器还有采用消息队列进行通信利用“定时器命令队列” 向软件定时器任务发送一些命令任务在接收到命令就会去处理命令对应的程序比如启 动定时器停止定时器等。假如定时器任务处于阻塞状态我们又需要马上再添加一个软 件定时器的话就是采用这种消息队列命令的方式进行添加才能唤醒处于等待状态的定 时器任务并且在任务中将新添加的软件定时器添加到软件定时器列表中所以在定时 器启动函数中FreeRTOS 是采用队列的方式发送一个消息给软件定时器任务任务被唤醒 从而执行接收到的命令。例如系统当前时间 xTimeNow 值为 0注意xTimeNow 其实是一个局部变量是根 据 xTaskGetTickCount()函数获取的实际它的值就是全局变量 xTickCount 的值下文都采 用它表示当前系统时间。在当前系统中已经创建并启动了 1 个定时器 Timer1系统继续运 行当系统的时间 xTimeNow 为 20 的时候用户创建并且启动一个定时时间为 100 的定时 器 Timer2此 时 Timer2 的 溢出 时间 xTicksToWait 就 为定 时时间 系统 当前时 间 10020120然后将 Timer2 按 xTicksToWait 升序插入软件定时器列表中假设当前 系统时间 xTimeNow 为 40 的时候用户创建并且启动了一个定时时间为 50 的定时器 Timer3 那 么 此 时 Timer3 的 溢 出 时 间 xTicksToWait 就 为 405090 同 样 安 装 xTicksToWait 的数值升序插入软件定时器列表中在定时器链表中插入过程具体见图 2。 同理创建并且启动在已有的两个定时器中间的定时器也是一样的具体见图3。图2 定时器链表示意图1图 3 定时器链表示意图 2那么系统如何处理软件定时器列表系统在不断运行而 xTimeNowxTickCount 随着 SysTick 的触发一直在增长每一次硬件定时器中断来临xTimeNow 变量会加 1 在软件定时器任务运行的时候会获取下一个要唤醒的定时器比较当前系统时间 xTimeNow 是否大于或等于下一个定时器唤醒时间 xTicksToWait若大于则表示已经超时 定时器任务将会调用对应定时器的回调函数否则将软件定时器任务挂起直至下一个要 唤醒的软件定时器时间到来或者接收到命令消息。使用软件定时器时候要注意以下几点软件定时器的回调函数中应快进快出绝对不允许使用任何可能引软件定时器起 任务挂起或者阻塞的 API 接口在回调函数中也绝对不允许出现死循环。软件定时器使用了系统的一个队列和一个任务资源软件定时器任务的优先级默 认为 configTIMER_TASK_PRIORITY为了更好响应该优先级应设置为所有任 务中最高的优先级。 创建单次软件定时器该定时器超时执行完回调函数后系统会自动删除该软件 定时器并回收资源。定时器任务的堆栈大小默认为 configTIMER_TASK_STACK_DEPTH 个字节。五、软件定时器函数接口讲解软件定时器的功能是在定时器任务或者叫定时器守护任务中实现的。软件定时器 的很多 API 函数通过一个名字叫“定时器命令队列”的队列来给定时器守护任务发送命令。 该定时器命令队列由 RTOS 内核提供且应用程序不能够直接访问其消息队列的长度由 宏 configTIMER_QUEUE_LENGTH 定义下面就讲解一些常用的软件定时器函数接口。1.软件定时器创建函数 xTimerCreate()软件定时器与 FreeRTOS 内核其他资源一样需要创建才允许使用的FreeRTOS 为我 们提供了两种创建方式一种是动态创建软件定时器 xTimerCreate()另一种是静态创建方 式 xTimerCreateStatic()因为创建过程基本差不多所以在这里我们只讲解动态创建方式。xTimerCreate()用于创建一个软件定时器并返回一个句柄。要想使用该函数函数必须 在 头 文 件 FreeRTOSConfig.h 中 把 宏 configUSE_TIMERS 和 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 均 定义为 1 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 在 FreeRTOS.h 中默认定义为 1并且需 要把 FreeRTOS/source/times.c 这个 C 文件添加到工程中。 每一个软件定时器只需要 很少的 RAM 空间来保存其的状态。如果使用函 数 xTimeCreate()来创建一个软件定时器那么需要的 RAM 是动态分配的。如果使用函数 xTimeCreateStatic()来创建一个事件组那么需要的 RAM 是静态分配的 软件定时器在创建成功后是处于休眠状态的可以使用 xTimerStart()、xTimerReset()、 xTimerStartFromISR() 、 xTimerResetFromISR() 、 xTimerChangePeriod() 和 xTimerChangePeriodFromISR()这些函数将其状态转换为活跃态。xTimerCreate()使用实例static TimerHandle_t Swtmr1_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ static TimerHandle_t Swtmr2_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ static void AppTaskCreate(void) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(1000个时钟节拍)周期模式 *************************************************************************************/ Swtmr1_HandlexTimerCreate((const char* )AutoReloadTimer, (TickType_t )1000,/* 定时器周期 1000(tick) */ (UBaseType_t )pdTRUE,/* 周期模式 */ (void* )1,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); if(Swtmr1_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr1_Handle,0); //开启周期定时器 } /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(5000个时钟节拍)单次模式 *************************************************************************************/ Swtmr2_HandlexTimerCreate((const char* )OneShotTimer, (TickType_t )5000,/* 定时器周期 5000(tick) */ (UBaseType_t )pdFALSE,/* 单次模式 */ (void* )2,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr2_Callback); if(Swtmr2_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr2_Handle,0); //开启周期定时器 } vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } static void Swtmr1_Callback(void* parameter) { /* 软件定时器的回调函数用户自己实现 */ } static void Swtmr2_Callback(void* parameter) { /* 软件定时器的回调函数用户自己实现 */ }2.软件定时器启动函数 xTimerStart()xTimerStart()如果是认真看上面 xTimerCreate()函数使用实例的同学应该就发现了这个软件定时器 启动函数 xTimerStart()在上面的实例中有用到过前一小节已经说明了软件定时器在创 建完成的时候是处于休眠状态的需要用 FreeRTOS 的相关函数将软件定时器活动起来 而 xTimerStart()函数就是可以让处于休眠的定时器开始工作。 我们知道在系统开始运行的时候系统会帮我们自动创建一个软件定时器任务 prvTimerTask在这个任务中如果暂时没有运行中的定时器任务会进入阻塞态等 待命令而我们的启动函数就是通过“定时器命令队列”向定时器任务发送一个启动命令 定时器任务获得命令就解除阻塞然后执行启动软件定时器命令。xTimerStartFromISR()当 然 除 在任 务启 动 软件 定 时器 之外 还有 在 中断 中启 动 软件 定 时器 的函 数 xTimerStartFromISR()。xTimerStartFromISR()是函数 xTimerStart()的中断版本用于启动一 个先前由函数 xTimerCreate() / xTimerCreateStatic()创建的软件定时器。xTimerStartFromISR()函数说明3.软件定时器停止函数 xTimerStop()xTimerStop()xTimerStop() 用于停止一个已经启动的软件定时器该函数的实现也是通过“定时器 命令队列”发送一个停止命令给软件定时器任务从而唤醒软件定时器任务去将定时器停 止。要想使函数 xTimerStop()必须在头文件 FreeRTOSConfig.h 中把宏 configUSE_TIMERS 定义为 1xTimerStop()函数说明static void AppTaskCreate(void) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(1000个时钟节拍)周期模式 *************************************************************************************/ Swtmr1_HandlexTimerCreate((const char* )AutoReloadTimer, (TickType_t )1000,/* 定时器周期 1000(tick) */ (UBaseType_t )pdTRUE,/* 周期模式 */ (void* )1,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); if(Swtmr1_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr1_Handle,0); //开启周期定时器 } static void test_task(void* parameter) { while (1) { /* 用户自己实现任务代码 */ xTimerStop(Swtmr1_Handle,0); //停止定时器 } }xTimerStopFromISR()xTimerStopFromISR()是函数 xTimerStop()的中断版本用于停止一个正在运行的软件 定时器让其进入休眠态实现过程也是通过“定时器命令队列”向软件定时器任务发送 停止命令。xTimerStopFromISR()函数说明xTimerStopFromISR()函数应用举例void vAnExampleInterruptServiceRoutine( void ) { BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken pdFALSE; if (xTimerStopFromISR(xTimer,xHigherPriorityTaskWoken)!pdPASS ) { /* 软件定时器停止命令没有成功执行 */ } if ( xHigherPriorityTaskWoken ! pdFALSE ) { /* 执行上下文切换 */ } }4.软件定时器任务我们知道软件定时器回调函数运行的上下文环境是任务那么软件定时器任务是在 干什么的呢如何创建的呢下面跟我一步步来分析软件定时器的工作过程。 软件定时器任务是在系统开始调度vTaskStartScheduler()函数的时候就被创建的 前提 是将宏定 义 configUSE_TIMERS 开启 具体见代 码清单 21-12 加 粗部分 在 xTimerCreateTimerTask()函数里面就是创建了一个软件定时器任务就跟我们创建任务一 样支持动态与静态创建我们暂时看动态创建的即可5.软件定时器删除函数 xTimerDelete()xTimerDelete()用于删除一个已经被创建成功的软件定时器删除之后就无法使用该定 时器并且定时器相应的资源也会被系统回收释放。要想使函数 xTimerStop()必须在头文 件 FreeRTOSConfig.h 中把宏 configUSE_TIMERS 定义为 1。xTimerDelete()函数说明从软件定时器删除函数 xTimerDelete()的原型可以看出删除一个软件定时器也是在软 件定时器任务中删除调用 xTimerDelete()将删除软件定时器的命令发送给软件定时器任务 软件定时器任务在接收到删除的命令之后就进行删除操作该函数的使用方法很简单。xTimerDelete()使用实例static void test_task(void* parameter) { while (1) { /* 用户自己实现任务代码 */ xTimerDelete(Swtmr1_Handle,0); //删除软件定时器 } }五、软件定时器实验软件定时器实验是在 FreeRTOS 中创建了两个软件定时器其中一个软件定时器是单 次模式5000 个 tick 调用一次回调函数另一个软件定时器是周期模式1000 个 tick 调用 一次回调函数在回调函数中输出相关信息。/* FreeRTOS头文件 */ #include FreeRTOS.h #include task.h #include event_groups.h /* 开发板硬件bsp头文件 */ #include bsp_led.h #include bsp_usart.h #include bsp_key.h /**************************** 任务句柄 ********************************/ /* * 任务句柄是一个指针用于指向一个任务当任务创建好之后它就具有了一个任务句柄 * 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄如果是自身的任务操作自己那么 * 这个句柄可以为NULL。 */ static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle NULL;/* 创建任务句柄 */ /********************************** 内核对象句柄 *********************************/ /* * 信号量消息队列事件标志组软件定时器这些都属于内核的对象要想使用这些内核 * 对象必须先创建创建成功之后会返回一个相应的句柄。实际上就是一个指针后续我 * 们就可以通过这个句柄操作这些内核对象。 * * 内核对象说白了就是一种全局的数据结构通过这些数据结构我们可以实现任务间的通信 * 任务间的事件同步等各种功能。至于这些功能的实现我们是通过调用这些内核对象的函数 * 来完成的 * */ static TimerHandle_t Swtmr1_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ static TimerHandle_t Swtmr2_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ /******************************* 全局变量声明 ************************************/ /* * 当我们在写应用程序的时候可能需要用到一些全局变量。 */ static uint32_t TmrCb_Count1 0; /* 记录软件定时器1回调函数执行次数 */ static uint32_t TmrCb_Count2 0; /* 记录软件定时器2回调函数执行次数 */ /******************************* 宏定义 ************************************/ /* * 当我们在写应用程序的时候可能需要用到一些宏定义。 */ /* ************************************************************************* * 函数声明 ************************************************************************* */ static void AppTaskCreate(void);/* 用于创建任务 */ static void Swtmr1_Callback(void* parameter); static void Swtmr2_Callback(void* parameter); static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 */ /***************************************************************** * brief 主函数 * param 无 * retval 无 * note 第一步开发板硬件初始化 第二步创建APP应用任务 第三步启动FreeRTOS开始多任务调度 ****************************************************************/ int main(void) { BaseType_t xReturn pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值默认为pdPASS */ /* 开发板硬件初始化 */ BSP_Init(); printf(这是一个FreeRTOS软件定时器实验\n); /* 创建AppTaskCreate任务 */ xReturn xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate, /* 任务入口函数 */ (const char* )AppTaskCreate,/* 任务名字 */ (uint16_t )512, /* 任务栈大小 */ (void* )NULL,/* 任务入口函数参数 */ (UBaseType_t )1, /* 任务的优先级 */ (TaskHandle_t* )AppTaskCreate_Handle);/* 任务控制块指针 */ /* 启动任务调度 */ if(pdPASS xReturn) vTaskStartScheduler(); /* 启动任务开启调度 */ else return -1; while(1); /* 正常不会执行到这里 */ } /*********************************************************************** * 函数名 AppTaskCreate * 功能说明 为了方便管理所有的任务创建函数都放在这个函数里面 * 参数 无 * 返回值 无 **********************************************************************/ static void AppTaskCreate(void) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(1000个时钟节拍)周期模式 *************************************************************************************/ Swtmr1_HandlexTimerCreate((const char* )AutoReloadTimer, (TickType_t )1000,/* 定时器周期 1000(tick) */ (UBaseType_t )pdTRUE,/* 周期模式 */ (void* )1,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); if(Swtmr1_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr1_Handle,0); //开启周期定时器 } /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(5000个时钟节拍)单次模式 *************************************************************************************/ Swtmr2_HandlexTimerCreate((const char* )OneShotTimer, (TickType_t )5000,/* 定时器周期 5000(tick) */ (UBaseType_t )pdFALSE,/* 单次模式 */ (void* )2,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr2_Callback); if(Swtmr2_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr2_Handle,0); //开启周期定时器 } vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } /*********************************************************************** * 函数名 Swtmr1_Callback * 功能说明 软件定时器1 回调函数打印回调函数信息当前系统时间 * 软件定时器请不要调用阻塞函数也不要进行死循环应快进快出 * 参数 无 * 返回值 无 **********************************************************************/ static void Swtmr1_Callback(void* parameter) { TickType_t tick_num1; TmrCb_Count1; /* 每回调一次加一 */ tick_num1 xTaskGetTickCount(); /* 获取滴答定时器的计数值 */ LED1_TOGGLE; printf(Swtmr1_Callback函数执行 %d 次\n, TmrCb_Count1); printf(滴答定时器数值%d\n, tick_num1); } /*********************************************************************** * 函数名 Swtmr2_Callback * 功能说明 软件定时器2 回调函数打印回调函数信息当前系统时间 * 软件定时器请不要调用阻塞函数也不要进行死循环应快进快出 * 参数 无 * 返回值 无 **********************************************************************/ static void Swtmr2_Callback(void* parameter) { TickType_t tick_num2; TmrCb_Count2; /* 每回调一次加一 */ tick_num2 xTaskGetTickCount(); /* 获取滴答定时器的计数值 */ printf(Swtmr2_Callback函数执行 %d 次\n, TmrCb_Count2); printf(滴答定时器数值%d\n, tick_num2); } /*********************************************************************** * 函数名 BSP_Init * 功能说明 板级外设初始化所有板子上的初始化均可放在这个函数里面 * 参数 * 返回值 无 *********************************************************************/ static void BSP_Init(void) { /* * STM32中断优先级分组为4即4bit都用来表示抢占优先级范围为0~15 * 优先级分组只需要分组一次即可以后如果有其他的任务需要用到中断 * 都统一用这个优先级分组千万不要再分组切忌。 */ NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 ); /* LED 初始化 */ LED_GPIO_Config(); /* 串口初始化 */ USART_Config(); /* 按键初始化 */ Key_GPIO_Config(); } /********************************END OF FILE****************************/六、实验现象 FreeRTOS软件定时器 基于STM32
文章目录一·、软件定时器的基本概念二、软件定时器应用场景三、软件定时器的精度四、软件定时器的运作机制五、软件定时器函数接口讲解1.软件定时器创建函数 xTimerCreate()2.软件定时器启动函数 xTimerStart()3.软件定时器停止函数 xTimerStop()4.软件定时器任务5.软件定时器删除函数 xTimerDelete()五、软件定时器实验六、实验现象一·、软件定时器的基本概念定时器是指从指定的时刻开始经过一个指定时间然后触发一个超时事件用户 可以自定义定时器的周期与频率。类似生活中的闹钟我们可以设置闹钟每天什么时候响 还能设置响的次数是响一次还是每天都响。定时器有硬件定时器和软件定时器之分硬件定时器是芯片本身提供的定时功能。一般是由外部晶振提供给芯片输入时钟芯 片向软件模块提供一组配置寄存器接受控制输入到达设定时间值后芯片中断控制器产 生时钟中断。硬件定时器的精度一般很高可以达到纳秒级别并且是中断触发方式。软件定时器软件定时器是由操作系统提供的一类系统接口它构建在硬件定时器基 础之上使系统能够提供不受硬件定时器资源限制的定时器服务它实现的功能与硬件定 时器也是类似的。使用硬件定时器时每次在定时时间到达之后就会自动触发一个中断用户在中断中 处理信息而使用软件定时器时需要我们在创建软件定时器时指定时间到达后要调用的 函数也称超时函数/回调函数为了统一下文均用回调函数描述在回调函数中处理 信息。注意软件定时器回调函数的上下文是任务下文所说的定时器均为软件定时器。软件定时器在被创建之后当经过设定的时钟计数值后会触发用户定义的回调函数。 定时精度与系统时钟的周期有关。一般系统利用 SysTick 作为软件定时器的基础时钟软 件定时器的回调函数类似硬件的中断服务函数所以回调函数也要快进快出而且回调 函数中不能有任何阻塞任务运行的情况软件定时器回调函数的上下文环境是任务比 如 vTaskDelay()以及 其它能阻 塞任务运 行的函数 两次触发 回调函数 的时间间 隔 xTimerPeriodInTicks 叫定时器的定时周期。FreeRTOS 操作系统提供软件定时器功能软件定时器的使用相当于扩展了定时器的数 量允许创建更多的定时业务。FreeRTOS 软件定时器功能上支持裁剪能通过宏关闭软件定时器功能。软件定时器创建。软件定时器启动。软件定时器停止。软件定时器复位。软件定时器删除。FreeRTOS 提供的软件定时器支持单次模式和周期模式单次模式和周期模式的定时时 间到之后都会调用软件定时器的回调函数用户可以在回调函数中加入要执行的工程代码。单次模式当用户创建了定时器并启动了定时器后定时时间到了只执行一次回调 函数之后就将该定时器进入休眠状态不再重新执行。周期模式这个定时器会按照设置的定时时间循环执行回调函数直到用户将定时器 删除。具体看图1图1软件定时器的单次模式与周期模式FreeRTOS 通过一个 prvTimerTask 任务也叫守护任务 Daemon管理软定时器它是 在启动调度器时自动创建的为了满足用户定时需求。prvTimerTask 任务会在其执行期间 检查用户启动的时间周期溢出的定时器并调用其回调函数。只有设置 FreeRTOSConfig.h 中的宏定义 configUSE_TIMERS 设置为 1 将相关代码编译进来才能正常使用软件定时 器相关功能。二、软件定时器应用场景在很多应用中我们需要一些定时器任务硬件定时器受硬件的限制数量上不足以 满足用户的实际需求无法提供更多的定时器那么可以采用软件定时器来完成由软件 定时器代替硬件定时器任务。但需要注意的是软件定时器的精度是无法和硬件定时器相比 的而且在软件定时器的定时过程中是极有可能被其它中断所打断因为软件定时器的执 行上下文环境是任务。所以软件定时器更适用于对时间精度要求不高的任务一些辅助 型的任务。三、软件定时器的精度在操作系统中通常软件定时器以系统节拍周期为计时单位。系统节拍是系统的心跳 节拍表示系统时钟的频率就类似人的心跳1s 能跳动多少下系统节拍配置为 configTICK_RATE_HZ该宏在 FreeRTOSConfig.h 中有定义默认是 1000。那么系统的时 钟节拍周期就为 1ms1s跳动 1000 下每一下就为 1ms。软件定时器的所定时数值必须 是这个节拍周期的整数倍例如节拍周期是 10ms那么上层软件定时器定时数值只能是 10ms20ms100ms 等而不能取值为 15ms。由于节拍定义了系统中定时器能够分辨的 精确度系统可以根据实际系统 CPU 的处理能力和实时性需求设置合适的数值系统节拍周期的值越小精度越高但是系统开销也将越大因为这代表在 1 秒中系统进入时钟中 断的次数也就越多。四、软件定时器的运作机制软件定时器是可选的系统资源在创建定时器的时候会分配一块内存空间。当用户创 建并启动一个软件定时器时 FreeRTOS 会根据当前系统时间及用户设置的定时确定该定 时器唤醒时间并将该定时器控制块挂入软件定时器列表FreeRTOS 中采用两个定时器列 表维护软件定时器pxCurrentTimerList 与 pxOverflowTimerList 是列表指针在初始化的时 候分别指向 xActiveTimerList1 与 xActiveTimerList2软件定时器用到的列表PRIVILEGED_DATA static List_t xActiveTimerList1; PRIVILEGED_DATA static List_t xActiveTimerList2; PRIVILEGED_DATA static List_t *pxCurrentTimerList; PRIVILEGED_DATA static List_t *pxOverflowTimerList;xCurrentTimerList系统新创建并激活的定时器都会以超时时间升序的方式插入到 pxCurrentTimerList 列表中。系统在定时器任务中扫描 pxCurrentTimerList 中的第一个定时 器看是否已超时若已经超时了则调用软件定时器回调函数。否则将定时器任务挂起 因为定时时间是升序插入软件定时器列表的列表中第一个定时器的定时时间都还没到的 话那后面的定时器定时时间自然没到。 pxOverflowTimerList 列表是在软件定时器溢出的时候使用作用与 pxCurrentTimerList 一致。 同时FreeRTOS 的软件定时器还有采用消息队列进行通信利用“定时器命令队列” 向软件定时器任务发送一些命令任务在接收到命令就会去处理命令对应的程序比如启 动定时器停止定时器等。假如定时器任务处于阻塞状态我们又需要马上再添加一个软 件定时器的话就是采用这种消息队列命令的方式进行添加才能唤醒处于等待状态的定 时器任务并且在任务中将新添加的软件定时器添加到软件定时器列表中所以在定时 器启动函数中FreeRTOS 是采用队列的方式发送一个消息给软件定时器任务任务被唤醒 从而执行接收到的命令。例如系统当前时间 xTimeNow 值为 0注意xTimeNow 其实是一个局部变量是根 据 xTaskGetTickCount()函数获取的实际它的值就是全局变量 xTickCount 的值下文都采 用它表示当前系统时间。在当前系统中已经创建并启动了 1 个定时器 Timer1系统继续运 行当系统的时间 xTimeNow 为 20 的时候用户创建并且启动一个定时时间为 100 的定时 器 Timer2此 时 Timer2 的 溢出 时间 xTicksToWait 就 为定 时时间 系统 当前时 间 10020120然后将 Timer2 按 xTicksToWait 升序插入软件定时器列表中假设当前 系统时间 xTimeNow 为 40 的时候用户创建并且启动了一个定时时间为 50 的定时器 Timer3 那 么 此 时 Timer3 的 溢 出 时 间 xTicksToWait 就 为 405090 同 样 安 装 xTicksToWait 的数值升序插入软件定时器列表中在定时器链表中插入过程具体见图 2。 同理创建并且启动在已有的两个定时器中间的定时器也是一样的具体见图3。图2 定时器链表示意图1图 3 定时器链表示意图 2那么系统如何处理软件定时器列表系统在不断运行而 xTimeNowxTickCount 随着 SysTick 的触发一直在增长每一次硬件定时器中断来临xTimeNow 变量会加 1 在软件定时器任务运行的时候会获取下一个要唤醒的定时器比较当前系统时间 xTimeNow 是否大于或等于下一个定时器唤醒时间 xTicksToWait若大于则表示已经超时 定时器任务将会调用对应定时器的回调函数否则将软件定时器任务挂起直至下一个要 唤醒的软件定时器时间到来或者接收到命令消息。使用软件定时器时候要注意以下几点软件定时器的回调函数中应快进快出绝对不允许使用任何可能引软件定时器起 任务挂起或者阻塞的 API 接口在回调函数中也绝对不允许出现死循环。软件定时器使用了系统的一个队列和一个任务资源软件定时器任务的优先级默 认为 configTIMER_TASK_PRIORITY为了更好响应该优先级应设置为所有任 务中最高的优先级。 创建单次软件定时器该定时器超时执行完回调函数后系统会自动删除该软件 定时器并回收资源。定时器任务的堆栈大小默认为 configTIMER_TASK_STACK_DEPTH 个字节。五、软件定时器函数接口讲解软件定时器的功能是在定时器任务或者叫定时器守护任务中实现的。软件定时器 的很多 API 函数通过一个名字叫“定时器命令队列”的队列来给定时器守护任务发送命令。 该定时器命令队列由 RTOS 内核提供且应用程序不能够直接访问其消息队列的长度由 宏 configTIMER_QUEUE_LENGTH 定义下面就讲解一些常用的软件定时器函数接口。1.软件定时器创建函数 xTimerCreate()软件定时器与 FreeRTOS 内核其他资源一样需要创建才允许使用的FreeRTOS 为我 们提供了两种创建方式一种是动态创建软件定时器 xTimerCreate()另一种是静态创建方 式 xTimerCreateStatic()因为创建过程基本差不多所以在这里我们只讲解动态创建方式。xTimerCreate()用于创建一个软件定时器并返回一个句柄。要想使用该函数函数必须 在 头 文 件 FreeRTOSConfig.h 中 把 宏 configUSE_TIMERS 和 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 均 定义为 1 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 在 FreeRTOS.h 中默认定义为 1并且需 要把 FreeRTOS/source/times.c 这个 C 文件添加到工程中。 每一个软件定时器只需要 很少的 RAM 空间来保存其的状态。如果使用函 数 xTimeCreate()来创建一个软件定时器那么需要的 RAM 是动态分配的。如果使用函数 xTimeCreateStatic()来创建一个事件组那么需要的 RAM 是静态分配的 软件定时器在创建成功后是处于休眠状态的可以使用 xTimerStart()、xTimerReset()、 xTimerStartFromISR() 、 xTimerResetFromISR() 、 xTimerChangePeriod() 和 xTimerChangePeriodFromISR()这些函数将其状态转换为活跃态。xTimerCreate()使用实例static TimerHandle_t Swtmr1_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ static TimerHandle_t Swtmr2_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ static void AppTaskCreate(void) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(1000个时钟节拍)周期模式 *************************************************************************************/ Swtmr1_HandlexTimerCreate((const char* )AutoReloadTimer, (TickType_t )1000,/* 定时器周期 1000(tick) */ (UBaseType_t )pdTRUE,/* 周期模式 */ (void* )1,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); if(Swtmr1_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr1_Handle,0); //开启周期定时器 } /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(5000个时钟节拍)单次模式 *************************************************************************************/ Swtmr2_HandlexTimerCreate((const char* )OneShotTimer, (TickType_t )5000,/* 定时器周期 5000(tick) */ (UBaseType_t )pdFALSE,/* 单次模式 */ (void* )2,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr2_Callback); if(Swtmr2_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr2_Handle,0); //开启周期定时器 } vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } static void Swtmr1_Callback(void* parameter) { /* 软件定时器的回调函数用户自己实现 */ } static void Swtmr2_Callback(void* parameter) { /* 软件定时器的回调函数用户自己实现 */ }2.软件定时器启动函数 xTimerStart()xTimerStart()如果是认真看上面 xTimerCreate()函数使用实例的同学应该就发现了这个软件定时器 启动函数 xTimerStart()在上面的实例中有用到过前一小节已经说明了软件定时器在创 建完成的时候是处于休眠状态的需要用 FreeRTOS 的相关函数将软件定时器活动起来 而 xTimerStart()函数就是可以让处于休眠的定时器开始工作。 我们知道在系统开始运行的时候系统会帮我们自动创建一个软件定时器任务 prvTimerTask在这个任务中如果暂时没有运行中的定时器任务会进入阻塞态等 待命令而我们的启动函数就是通过“定时器命令队列”向定时器任务发送一个启动命令 定时器任务获得命令就解除阻塞然后执行启动软件定时器命令。xTimerStartFromISR()当 然 除 在任 务启 动 软件 定 时器 之外 还有 在 中断 中启 动 软件 定 时器 的函 数 xTimerStartFromISR()。xTimerStartFromISR()是函数 xTimerStart()的中断版本用于启动一 个先前由函数 xTimerCreate() / xTimerCreateStatic()创建的软件定时器。xTimerStartFromISR()函数说明3.软件定时器停止函数 xTimerStop()xTimerStop()xTimerStop() 用于停止一个已经启动的软件定时器该函数的实现也是通过“定时器 命令队列”发送一个停止命令给软件定时器任务从而唤醒软件定时器任务去将定时器停 止。要想使函数 xTimerStop()必须在头文件 FreeRTOSConfig.h 中把宏 configUSE_TIMERS 定义为 1xTimerStop()函数说明static void AppTaskCreate(void) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(1000个时钟节拍)周期模式 *************************************************************************************/ Swtmr1_HandlexTimerCreate((const char* )AutoReloadTimer, (TickType_t )1000,/* 定时器周期 1000(tick) */ (UBaseType_t )pdTRUE,/* 周期模式 */ (void* )1,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); if(Swtmr1_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr1_Handle,0); //开启周期定时器 } static void test_task(void* parameter) { while (1) { /* 用户自己实现任务代码 */ xTimerStop(Swtmr1_Handle,0); //停止定时器 } }xTimerStopFromISR()xTimerStopFromISR()是函数 xTimerStop()的中断版本用于停止一个正在运行的软件 定时器让其进入休眠态实现过程也是通过“定时器命令队列”向软件定时器任务发送 停止命令。xTimerStopFromISR()函数说明xTimerStopFromISR()函数应用举例void vAnExampleInterruptServiceRoutine( void ) { BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken pdFALSE; if (xTimerStopFromISR(xTimer,xHigherPriorityTaskWoken)!pdPASS ) { /* 软件定时器停止命令没有成功执行 */ } if ( xHigherPriorityTaskWoken ! pdFALSE ) { /* 执行上下文切换 */ } }4.软件定时器任务我们知道软件定时器回调函数运行的上下文环境是任务那么软件定时器任务是在 干什么的呢如何创建的呢下面跟我一步步来分析软件定时器的工作过程。 软件定时器任务是在系统开始调度vTaskStartScheduler()函数的时候就被创建的 前提 是将宏定 义 configUSE_TIMERS 开启 具体见代 码清单 21-12 加 粗部分 在 xTimerCreateTimerTask()函数里面就是创建了一个软件定时器任务就跟我们创建任务一 样支持动态与静态创建我们暂时看动态创建的即可5.软件定时器删除函数 xTimerDelete()xTimerDelete()用于删除一个已经被创建成功的软件定时器删除之后就无法使用该定 时器并且定时器相应的资源也会被系统回收释放。要想使函数 xTimerStop()必须在头文 件 FreeRTOSConfig.h 中把宏 configUSE_TIMERS 定义为 1。xTimerDelete()函数说明从软件定时器删除函数 xTimerDelete()的原型可以看出删除一个软件定时器也是在软 件定时器任务中删除调用 xTimerDelete()将删除软件定时器的命令发送给软件定时器任务 软件定时器任务在接收到删除的命令之后就进行删除操作该函数的使用方法很简单。xTimerDelete()使用实例static void test_task(void* parameter) { while (1) { /* 用户自己实现任务代码 */ xTimerDelete(Swtmr1_Handle,0); //删除软件定时器 } }五、软件定时器实验软件定时器实验是在 FreeRTOS 中创建了两个软件定时器其中一个软件定时器是单 次模式5000 个 tick 调用一次回调函数另一个软件定时器是周期模式1000 个 tick 调用 一次回调函数在回调函数中输出相关信息。/* FreeRTOS头文件 */ #include FreeRTOS.h #include task.h #include event_groups.h /* 开发板硬件bsp头文件 */ #include bsp_led.h #include bsp_usart.h #include bsp_key.h /**************************** 任务句柄 ********************************/ /* * 任务句柄是一个指针用于指向一个任务当任务创建好之后它就具有了一个任务句柄 * 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄如果是自身的任务操作自己那么 * 这个句柄可以为NULL。 */ static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle NULL;/* 创建任务句柄 */ /********************************** 内核对象句柄 *********************************/ /* * 信号量消息队列事件标志组软件定时器这些都属于内核的对象要想使用这些内核 * 对象必须先创建创建成功之后会返回一个相应的句柄。实际上就是一个指针后续我 * 们就可以通过这个句柄操作这些内核对象。 * * 内核对象说白了就是一种全局的数据结构通过这些数据结构我们可以实现任务间的通信 * 任务间的事件同步等各种功能。至于这些功能的实现我们是通过调用这些内核对象的函数 * 来完成的 * */ static TimerHandle_t Swtmr1_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ static TimerHandle_t Swtmr2_Handle NULL; /* 软件定时器句柄 */ /******************************* 全局变量声明 ************************************/ /* * 当我们在写应用程序的时候可能需要用到一些全局变量。 */ static uint32_t TmrCb_Count1 0; /* 记录软件定时器1回调函数执行次数 */ static uint32_t TmrCb_Count2 0; /* 记录软件定时器2回调函数执行次数 */ /******************************* 宏定义 ************************************/ /* * 当我们在写应用程序的时候可能需要用到一些宏定义。 */ /* ************************************************************************* * 函数声明 ************************************************************************* */ static void AppTaskCreate(void);/* 用于创建任务 */ static void Swtmr1_Callback(void* parameter); static void Swtmr2_Callback(void* parameter); static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 */ /***************************************************************** * brief 主函数 * param 无 * retval 无 * note 第一步开发板硬件初始化 第二步创建APP应用任务 第三步启动FreeRTOS开始多任务调度 ****************************************************************/ int main(void) { BaseType_t xReturn pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值默认为pdPASS */ /* 开发板硬件初始化 */ BSP_Init(); printf(这是一个FreeRTOS软件定时器实验\n); /* 创建AppTaskCreate任务 */ xReturn xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate, /* 任务入口函数 */ (const char* )AppTaskCreate,/* 任务名字 */ (uint16_t )512, /* 任务栈大小 */ (void* )NULL,/* 任务入口函数参数 */ (UBaseType_t )1, /* 任务的优先级 */ (TaskHandle_t* )AppTaskCreate_Handle);/* 任务控制块指针 */ /* 启动任务调度 */ if(pdPASS xReturn) vTaskStartScheduler(); /* 启动任务开启调度 */ else return -1; while(1); /* 正常不会执行到这里 */ } /*********************************************************************** * 函数名 AppTaskCreate * 功能说明 为了方便管理所有的任务创建函数都放在这个函数里面 * 参数 无 * 返回值 无 **********************************************************************/ static void AppTaskCreate(void) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(1000个时钟节拍)周期模式 *************************************************************************************/ Swtmr1_HandlexTimerCreate((const char* )AutoReloadTimer, (TickType_t )1000,/* 定时器周期 1000(tick) */ (UBaseType_t )pdTRUE,/* 周期模式 */ (void* )1,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); if(Swtmr1_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr1_Handle,0); //开启周期定时器 } /************************************************************************************ * 创建软件周期定时器 * 函数原型 * TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ) * uxAutoReload : pdTRUE为周期模式pdFALS为单次模式 * 单次定时器周期(5000个时钟节拍)单次模式 *************************************************************************************/ Swtmr2_HandlexTimerCreate((const char* )OneShotTimer, (TickType_t )5000,/* 定时器周期 5000(tick) */ (UBaseType_t )pdFALSE,/* 单次模式 */ (void* )2,/* 为每个计时器分配一个索引的唯一ID */ (TimerCallbackFunction_t)Swtmr2_Callback); if(Swtmr2_Handle ! NULL) { /*********************************************************************************** * xTicksToWait:如果在调用xTimerStart()时队列已满则以tick为单位指定调用任务应保持 * 在Blocked(阻塞)状态以等待start命令成功发送到timer命令队列的时间。 * 如果在启动调度程序之前调用xTimerStart()则忽略xTicksToWait。在这里设置等待时间为0. **********************************************************************************/ xTimerStart(Swtmr2_Handle,0); //开启周期定时器 } vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } /*********************************************************************** * 函数名 Swtmr1_Callback * 功能说明 软件定时器1 回调函数打印回调函数信息当前系统时间 * 软件定时器请不要调用阻塞函数也不要进行死循环应快进快出 * 参数 无 * 返回值 无 **********************************************************************/ static void Swtmr1_Callback(void* parameter) { TickType_t tick_num1; TmrCb_Count1; /* 每回调一次加一 */ tick_num1 xTaskGetTickCount(); /* 获取滴答定时器的计数值 */ LED1_TOGGLE; printf(Swtmr1_Callback函数执行 %d 次\n, TmrCb_Count1); printf(滴答定时器数值%d\n, tick_num1); } /*********************************************************************** * 函数名 Swtmr2_Callback * 功能说明 软件定时器2 回调函数打印回调函数信息当前系统时间 * 软件定时器请不要调用阻塞函数也不要进行死循环应快进快出 * 参数 无 * 返回值 无 **********************************************************************/ static void Swtmr2_Callback(void* parameter) { TickType_t tick_num2; TmrCb_Count2; /* 每回调一次加一 */ tick_num2 xTaskGetTickCount(); /* 获取滴答定时器的计数值 */ printf(Swtmr2_Callback函数执行 %d 次\n, TmrCb_Count2); printf(滴答定时器数值%d\n, tick_num2); } /*********************************************************************** * 函数名 BSP_Init * 功能说明 板级外设初始化所有板子上的初始化均可放在这个函数里面 * 参数 * 返回值 无 *********************************************************************/ static void BSP_Init(void) { /* * STM32中断优先级分组为4即4bit都用来表示抢占优先级范围为0~15 * 优先级分组只需要分组一次即可以后如果有其他的任务需要用到中断 * 都统一用这个优先级分组千万不要再分组切忌。 */ NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 ); /* LED 初始化 */ LED_GPIO_Config(); /* 串口初始化 */ USART_Config(); /* 按键初始化 */ Key_GPIO_Config(); } /********************************END OF FILE****************************/六、实验现象