FreeRTOS-软件定时器

软件定时器

在FreeRTOS中可以设置无数个软件定时器，都是基于系统滴答中断。

使用软件定时器需要指定时间：启动定时器和运行回调函数。启动定时器和运行回调函数的间隔为定时器的周期。

使用软件定时器需要指定类型：一次性（回调函数只被调用一次，可手动再次启动）或自动加载（回调函数间歇调用）。

使用软件定时器需要指定事件：指定回调函数。

守护任务

FreeRTOS中有一个Tick中断，软件定时器基于Tick来运行。定时器函数一般在中断里执行，如在中断中判断定时器是否超时，如果超时就调用回调函数。

但FreeRTOS是RTOS，不允许在内核、中断中执行不确定的代码（如果定时器函数很耗时会影响整个系统）。所以FreeRTOS中，不在Tick中断中执行定时器函数。

而是在RTOS Damemon Task（RTOS守护任务）里执行。当FreeRTOS配置项configUSE_TIMERS被设置为1，在启动调度器时会自动创建RTOS守护任务。

我们编写的任务函数要使用定时器时，是通过定时器命令队列（timer command queue）和守护任务交互。

守护任务的优先级为：configTIMER_TASK_PRIORITY，定时器命令队列长度为configTIMER_QUEUE_LENGTH。

当守护任务是当前优先级最高的就绪态任务时，它就可以运行。它的工作有两类：

        处理命令：从命令队列里取出命令、处理。

        执行定时器的回调函数。

能否及时处理定时器的命令、能否及时执行定时器的回调函数，严重依赖于守护任务的优先级。

/* 定时器的回调函数 */
void ATimerCallback( TimerHandle_t xTimer );

定时器的回调函数是在守护任务中被调用的，守护任务不是专为某个定时器服务的，它还要处理其他定时器。所以，定时器的回调函数不能影响其他任务：

        回调函数要尽快执行，不能进入阻塞状态。

        不用调用会导致阻塞的API函数，如vTaskDelay()。

        可以调用xQueueReceive()等函数，但是超时时间要设为0，不阻塞。

创建定时器

TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName,					// 定时器名字const TickType_t xTimerPeriodInTicks,			// 定时器周期, 以Tick为单位const UBaseType_t uxAutoReload,					// 定时器是否自动重装载, pdTRUE表示自动加载, pdFALSE表示一次性void * const pvTimerID,							// 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction );	// 回调函数
/* 返回值: 成功则返回TimerHandle_t, 否则返回NULL */TimerHandle_t xTimerCreateStatic(	const char * const pcTimerName,				// 定时器名字TickType_t xTimerPeriodInTicks,				// 定时器周期, 以Tick为单位UBaseType_t uxAutoReload,					// 定时器是否自动重装载, pdTRUE表示自动加载, pdFALSE表示一次性void * pvTimerID,							// 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction,	// 回调函数StaticTimer_t *pxTimerBuffer );				// 传入一个StaticTimer_t结构体, 将在结构体构造定时器
/* 返回值: 成功则返回TimerHandle_t, 否则返回NULL */void ATimerCallback( TimerHandle_t xTimer );
typedef void (* TimerCallbackFunction_t)( TimerHandle_t xTimer );

删除定时器

动态分配的定时器，不再需要时可以删除以回收内存。

/* * xTimer: 要删除哪个定时器* xTicksToWait: 超时时间* 返回值: 	pdFAIL表示"删除命令"在指定超时时间内无法写入队列* 			pdPASS表示成功
*/
BaseType_t xTimerDelete( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait );

定时器的很多API函数都是通过发送命令到命令队列，由守护任务来实现。如果队列满了，命令就无法立即写入队列，需要指定一个超时时间。

启动定时器

启动定时器就是设置它的状态为运行态。

xTicksToWait不是定时器超时时间，也不是定时器周期。

如果定时器已经被启动，但它的回调函数还没有被执行时，再次执行xTimerStart()函数相当于执行xTimerReset()函数，重新设定它的启动时间。

/* * xTimer: 哪个定时器* xTicksToWait: 超时时间* 返回值: 	pdFAIL表示"启动命令"在指定超时时间内无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerStart( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait );/* * xTimer: 哪个定时器* pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒，如果守护任务的优先级比当前任务的高，则*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE，表示需要进行任务调度* 返回值:  pdFAIL表示"启动命令"无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerStartFromISR( TimerHandle_t xTimer, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );

停止定时器

启动定时器就是设置它的状态为睡眠态，让它无法运行。

/* * xTimer: 哪个定时器* xTicksToWait: 超时时间* 返回值: 	pdFAIL表示"停止命令"在指定超时时间内无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerStop( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait );/* * xTimer: 哪个定时器* pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒，如果守护任务的优先级比当前任务的高,* 则*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE，表示需要进行任务调度* 返回值: 	pdFAIL表示"停止命令"无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerStopFromISR( TimerHandle_t xTimer, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );

复位定时器

使用xTimerReset()函数可以让定时器的状态从睡眠态转换为运行态，相当于使用xTimerStart()函数。

如果定时器已经处于运行态，使用xTimerReset()函数相当于重新确定超时时间。

/* * xTimer: 哪个定时器* xTicksToWait: 超时时间* 返回值: 	pdFAIL表示"复位命令"在指定超时时间内无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerReset( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait );/* * xTimer: 哪个定时器* pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒，如果守护任务的优先级比当前任务的高，* 则*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE，表示需要进行任务调度* 返回值: 	pdFAIL表示"停止命令"无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerResetFromISR( TimerHandle_t xTimer, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );

修改定时器周期

使用xTimerChangePeriod()函数，除了能修改定时器周期外，还可以让定时器的状态从睡眠态转换为运行态。

修改定时器周期时，会使用新的周期重新计算它的超时时间。

/* 返回值: 	pdFAIL表示"修改周期命令"在指定超时时间内无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerChangePeriod( 	TimerHandle_t xTimer, 		/* xTimer: 哪个定时器 */TickType_t xNewPeriod,		/* xNewPeriod: 新周期 */TickType_t xTicksToWait );	/* xTicksToWait: 超时时间, 命令写入队列的超时时间 *//* pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒，如果守护任务的优先级比当前任务的高,* 则*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE，表示需要进行任务调度* 返回值: 	pdFAIL表示"修改周期命令"在指定超时时间内内无法写入队列* 			pdPASS表示成功*/
BaseType_t xTimerChangePeriodFromISR(	TimerHandle_t xTimer,						/* xTimer: 哪个定时器 */TickType_t xNewPeriod,						/* xNewPeriod: 新周期 */BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );	

定时器ID

typedef struct tmrTimerControl
{const char 				*pcTimerName;ListItem_t 				xTimerListItem;TickType_t 				xTimerPeriodInTicks;void 					*pvTimerID;			// 定时器IDTimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction;
#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )UBaseType_t uxTimerNumber;
#endifuint8 t ucStatus;
} xTIMER;

怎么使用定时器ID，完全由程序来决定：

        可以用来标记定时器，表示自己是什么定时器

        可以用来保存参数，供回调函数使用

它的初始值在创建定时器时由xTimerCreate()函数传入，后续可以使用这些函数来操作：

        更新ID：使用vTimerSetTimerID()函数

        查询ID：使用pvTimerGetTimerID()函数

这两个函数不涉及命令队列，都是直接操作定时器结构体的。

/* * xTimer: 哪个定时器* 返回值: 定时器的ID*/
void *pvTimerGetTimerID( TimerHandle_t xTimer );/* * xTimer: 哪个定时器* pvNewID: 新ID*/
void vTimerSetTimerID( TimerHandle_t xTimer, void *pvNewID );

应用场景：一般使用

应用场景：消除抖动