freeRTOS入门笔记

### freeRTOS入门笔记 #### 一、FreeRTOS基础概念与术语 **FreeRTOS**（Free Real-Time Operating System）是一款开源的实时操作系统，适用于微控制器（MCU），特别适合嵌入式系统开发。FreeRTOS提供了丰富的功能，如任务管理、时间管理、任务间通信等。 #### 二、FreeRTOS中的时间管理 1. **时间片（Time Slice）**：FreeRTOS的时间单位，默认情况下设置为1毫秒。这是任务调度的基本单位。 - **trick**：即时间片的数量，默认设置为1毫秒。 2. **延时函数**： - `vTaskDelay()` 和 `osDelay()`：这些函数用于实现任务间的延迟，使得任务能够按一定的时间间隔运行。 - 相对时间延时：基于当前时间计算延时，适用于大多数情况。 - 绝对时间延时：基于特定的绝对时间点进行延时，适用于需要精确时间控制的情况。 #### 三、任务状态 FreeRTOS中的任务状态包括： 1. **运行状态**：任务正在执行中。 2. **非运行状态**：包括以下子状态： - **阻塞状态**：任务等待某个事件发生（例如信号量、互斥锁等）。 - **暂停状态**：任务被人为地暂停，不参与调度。 - **就绪状态**：任务已经准备好运行，但因为没有轮到它而暂时处于等待状态。 #### 四、任务优先级 1. **优先级定义**：每个任务都有一个优先级，FreeRTOS根据优先级高低来调度任务执行。 2. **优先级相同任务的调度原则**：如果两个任务优先级相同，则后创建的任务将优先执行。 #### 五、任务删除 1. **VTaskDelete()**：用于删除任务，通常用于不再需要的任务，可以有效地回收资源。 #### 六、队列管理 1. **静态队列创建**：一般不推荐使用动态内存分配来创建队列，而是建议使用静态队列创建。 - `xQueueCreate()`：用于创建队列，创建时队列默认为空。 - **32位数据队列**：支持最大32位的数据类型，高八位通常保留不用。 #### 七、信号量与事件组 1. **信号量管理**： - **二值信号量**：通常用于同步多个任务。 - `BaseType_t xSemaphoreTakeISR()`：获取信号量的中断安全版本。 - **计数器**：每次获取信号量时，计数器减1；释放信号量时计数器加1。 2. **事件组管理**： - 事件组提供了一种高效的方式来传递多个事件信息。 - **32位事件组**：支持最多32个不同的事件标志。 - **24位普通事件组**：支持最多24个不同的事件标志。 - **事件通知**： - 如果参数为`pdTRUE`，则将通知值清零。 - 如果参数为`pdFALSE`，则根据通知值与1的比较结果决定是否减少通知值。 #### 八、任务通知 1. **任务通知**：用于向任务发送简单消息，可以是32位的事件组或整数值。 - **输入参数**：可以指定等待时间和通知值。 - **等待时间**：指定等待通知到达的最大时间，超过该时间则自动返回。 - **返回值**：表示未改变的通知值。 #### 九、STM32CubeMX与FreeRTOS集成 1. **STM32CubeMX**：是STMicroelectronics提供的一款图形化工具，用于初始化STM32微控制器配置，包括时钟、GPIO、外设等。 2. **宏定义**：在STM32CubeMX/FreeRTOS项目中，可以通过宏定义来启用或禁用某些特性。 - **宏定义**：例如，在FreeRTOS配置文件中可以开启或关闭特定的功能，比如任务延时等。 #### 十、总结 通过上述介绍可以看出，FreeRTOS为嵌入式开发者提供了非常强大的功能和支持，特别是对于任务管理、时间管理和任务间通信等方面。掌握FreeRTOS的基本概念和常用API是进行嵌入式系统开发的重要基础。希望本文档能够帮助初学者更好地理解FreeRTOS的核心概念，并能够在实际项目中熟练应用这些技术。