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freertos的学习cubemx版

news 2026/3/29 4:03:53

HAL 库的freertos

1 实时

2 任务->线程  

3 移植

CMSIS_V2 V1版本

NVIC配置全部是抢占优先级 第四组  抢占级别有 0-15

编码规则，

变量名 ：类型前缀，

c - char

S - int16_t

L - int32_t

U - unsigned

Uc - uint8_t

Us - uint16_t 

指针变量 需要再变量前加一个P

非标准的类型变量名 X

ux是Ubasetype_t 类型的前缀

函数名：有返回值类型和文件所在组成

xTaskCreate() 这个就是返回类型为BaseType_t 在文件名 task.h定义

vQueueDelete() 返回值类型为void 在文件queue.h定义

pcTimerGetName() 返回值为 char * 在timer.h定义

CMSIS RTOS相关文件定义的函数前缀为 os 不包过返回值类型和所在文件的前缀

例如cmsis_os2.h中得函数osThreadNew().

FreeRTOS的配置和功能裁剪 主要是通过文件 FreeRTOSConfig.h和FreeRTOS.h中得一些宏定义实现的。

Cubemx中得FreeRTOS的 config parameters 配置

MPU/FPU   内存保护单元 和 浮点数单元功能

任务管理：调度器

任务状态：

就绪状态   任务被创建后就进入了就绪状态，就绪任务的优先级高于当前运行任务的优先

级，它就会进入运行状态，如果低于当前任务优先级 他依然是就绪状态

运行状态   正在运行任务状态，如果处于运行态的高优先级任务一直在运行时就会导致低   

优先级的就绪态不能够运行，需要使用vTaskSuspend 进入挂起态或者进入阻塞态。

阻塞状态   让任务暂时跳出占用cpu的使用权，处于一种等待状态。通过延时函数  

vTaskDelay()  或者 vTaskDelayUntil()进入阻塞状态 ，等待时间达到后，任务进入就绪状态，在下一次的任务调度中进行运行。第二个就是通过进程之间通讯的时间请求函数，例如请求信号量的函数xSemaphoreTake() 运行这个函数后，任务会进入阻塞状态等待信号量和其他函数的延迟。

挂起状态   挂起状态的任务就是不进行调度的任务，需要其他任务进行调用函数，

vTaskResume()进入就绪状态

抢占式和合作式

任务的优先级：总优先级个数是由 FreeRTOSConfig.h中宏congfigMAX_PRIORITIES来定义默认56  数字越小优先级越低

空闲任务：osKernelStart()启动FreeRTOS的任务调度器时 会自动创建一个空闲任务 ldle task 空闲任务的优先级别为 0

主要配置参数：

congfigUSE_TICK_HOOK 是否使用空闲函数的钩子函数 配置1 则可以利用空闲任务的钩子函数，系统空闲时做一些处理

congfigIDLE_SHOULD_YIELD 空闲任务是否对同优先级的任务主动让出cpu控制权

congfigUSE_TICKLESS_IDLE 是否在空闲任务时关闭基础时钟，若配置1 可实现系统低功耗

任务调度方法

抢占式调度方法

上下文切换是通过汇编语言写的 在上面这个函数里面实现了任务调度

任务管理工具函数 ：

获取任务句柄的三个函数

获取或者改变任务优先级：

获取

改变

获取任务信息

获取任务名称

任务栈空间  偏小越容易溢出

任务的状态

任务数量

返回所有任务的列表信息    内存消耗比较大

获得所有任务的状态

运行时间   运行时会禁止中断

返回调度器的状态

taskENTER_CRITICAL() 和  taskEXIT_CRITICAL( ) 实现开关中断

这些中断屏蔽函数只能屏蔽freertos的中断，不能够屏蔽 硬件中断 ，

硬件触发和软件触发的某些中断是 不可以调用 freertos的api函数，因为这些中断不是freertos的一个任务

进程间通信与消息队列：queue消息队列

队列 queue ： 一个缓冲区 在进程间传递少量的数据  被称为 消息队列

信号量 semaphore： 分为而知信号量和技术信号量 二值信号量适用于进程间同步 计数

 信号量一般用于共享资源的管理

互斥量 Mutex ： 互斥量和递归互斥量 -----互斥量具有优先级继承机制，减少优先级翻转

事件组 Event Group ： 事件组可以用于多个时间触发一个和多个任务运行 实现事件的 广播 还可以实现多个任务的同步运行

流缓冲区和消息缓冲区 ： v10版本功能，用于优化进程间通信机制 应用于只有一个 写入者和读取者 适用于多核cpu的内核之间传输数据 

队列的特点和基本操作

这个函数可以读取数据 读完数据后 就会删除队列

 

这个函数可以读取数据 读完数据后 不会删除这个队列

  

在中断服务程序 isr中操作队列的话就需要 运行这种带有fromisr的函数

将队列中得数据全部复位为空

删除一个队列 和一个队列信号量

获取一个队列的名称

为队列设置一个编号

获取队列的编号

获取队列的剩余空间个数

获取队列中等待被读取的消息个数

一个查空一个插满

将消息写入队列的后方

信号量

互斥量

相关的函数：

  事件组 ：

信号量

事件组：

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