ESP32S3——多线程

news2025/1/17 14:12:45

一、环境：

平台：arduino IDE 或 VS Code PlatformIO 皆可。

我的是后者，具体为：

框架：VS + PlatformIO + Arduino

二、硬件准备：

一个esp32s3

本文用到的是U0RXD（GPIO44 ）与U0TXD（GPIO43）引脚

一台电脑

一根数据线

三、代码功能：

一个LED一秒亮一次：

另一个LED两秒两一次。

注意：ESP32S3有两个type-C口，一个UART用来下载调试程序，一个USB用来供电。下载完程序后切换到USB，现象会更明显。

四、最简代码

#include <Arduino.h>

#define LED_U0RXD 44
#define LED_U0TXD 43

// 创建两个任务，
// TaskBlink1任务：一个LED 1s亮一次，
// TaskBlink2任务：另一个LED 2s亮一次。
void TaskBlink1( void *pvParameters );
void TaskBlink2( void *pvParameters );

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  uint32_t blink_delay1 = 1000; // Delay between changing state on LED pin
  uint32_t blink_delay2 = 2000; // Delay between changing state on LED pin

  xTaskCreate(
    TaskBlink1       // 这个任务运行的函数
    ,  "Task Blink1" //  给人看的名字
    ,  2048        // 任务栈的大小，用于存储任务运行时的上下文信息。简单来说，就是最多存这么多信息
    ,  (void*) &blink_delay1 // 任务参数。要么没有填NULL；要么必须为无类型指针
    ,  2  // 优先级
    ,  NULL // 任务的句柄，用于管理和控制任务，NULL相当于0，意味着此处不需要任务句柄
    );


  xTaskCreate(
    TaskBlink2       // 这个任务运行的函数
    ,  "Task Blink2" //  给人看的名字
    ,  2048        // 任务栈的大小，用于存储任务运行时的上下文信息。简单来说，就是最多存这么多信息
    ,  (void*) &blink_delay2 // 任务参数。要么没有填NULL；要么必须为无类型指针
    ,  2  // 优先级
    ,  NULL // 任务的句柄，用于管理和控制任务，NULL相当于0，意味着此处不需要任务句柄
    );

  Serial.printf("Basic Multi Threading Arduino Example\n");
  // Now the task scheduler, which takes over control of scheduling individual tasks, is automatically started.
}

void loop(){
// 这里什么都不用写
}

/*---------------------- Tasks ---------------------*/

void TaskBlink1(void *pvParameters){  // This is a task.
  uint32_t blink_delay = *((uint32_t*)pvParameters);

  // 初始化LED_U0RXD为output模式
  pinMode(LED_U0RXD, OUTPUT);
// for死循环
  for (;;){ // 多线程，每个任务必须是死循环
    digitalWrite(LED_U0RXD, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(blink_delay);
    digitalWrite(LED_U0RXD, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(blink_delay);
  }
}

void TaskBlink2(void *pvParameters){  // This is a task.
  uint32_t blink_delay = *((uint32_t*)pvParameters);

  // 初始化LED_U0RXD为output模式
  pinMode(LED_U0TXD, OUTPUT);

  for (;;){ // A Task shall never return or exit.
    digitalWrite(LED_U0TXD, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(blink_delay);
    digitalWrite(LED_U0TXD, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(blink_delay);
  }
}

主要代码解析

我们可以看到，多线程其实很简单。

主要就是函数 xTaskCreate( ) ：创建一个线程，然后在线程内运行 TaskBlink1( ) 函数。

TaskBlink1 ：这个任务运行的函数
"Task Blink1"：给人看的名字
2048 ：任务栈的大小，用于存储任务运行时的上下文信息。简单来说，就是最多存这么多信息
(void*) &blink_delay1 ：任务参数。要么没有填NULL；要么必须为无类型指针
2 ：优先级
NULL ：任务的句柄，用于管理和控制任务，NULL相当于0，意味着此处不需要任务句柄

五、多核下的多线程

有些板子有多个核，比如：ESP32S3有两个核，本身就可以就可以让两个核单独控制一个LED，实现上文双线程的效果。所以说，对于有两个核的ESP32S3，既可以指定某一个核运行俩线程，也可以指定俩核单独运行一个线程，而实现相同的效果。

这里介绍俩核各自运行一个线程，各自控制一个LED的闪烁。

话不多说，上代码：

#include <Arduino.h>

// #if CONFIG_FREERTOS_UNICORE
// #define ARDUINO_RUNNING_CORE 0
// #else
// #define ARDUINO_RUNNING_CORE 1
// #endif

#define LED_U0RXD 44
#define LED_U0TXD 43

// 创建两个任务，
// TaskBlink1任务：一个LED 1s亮一次，
// TaskBlink2任务：另一个LED 2s亮一次。
void TaskBlink1(void *pvParameters);
void TaskBlink2(void *pvParameters);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  xTaskCreatePinnedToCore(
    TaskBlink1
    ,  "TaskBlink1"   // 任务名
    ,  1024  // This stack size can be checked & adjusted by reading the Stack Highwater
    ,  NULL
    ,  2  // 任务优先级, with 3 (configMAX_PRIORITIES - 1) 是最高的，0是最低的.
    ,  NULL 
    ,  0); // 第一个核

  xTaskCreatePinnedToCore(
    TaskBlink2
    ,  "TaskBlink2" //任务名
    ,  1024  // 栈大小
    ,  NULL
    ,  1  // 任务优先级
    ,  NULL 
    ,  1); // 第二个核

  //现在，接管单个任务调度控制的任务调度程序将自动启动。
}

void loop()
{
  // Empty. Things are done in Tasks.
}

/*---------------------- Tasks ---------------------*/

void TaskBlink1(void *pvParameters){  // This is a task.
  uint32_t blink_delay = 1000;

  // 初始化LED_U0RXD为output模式
  pinMode(LED_U0RXD, OUTPUT);
// for死循环
  for (;;){ // 多线程，每个任务必须是死循环
    digitalWrite(LED_U0RXD, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(blink_delay);
    digitalWrite(LED_U0RXD, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(blink_delay);
  }
}

void TaskBlink2(void *pvParameters){  // This is a task.
  uint32_t blink_delay = 2000;

  // 初始化LED_U0RXD为output模式
  pinMode(LED_U0TXD, OUTPUT);

  for (;;){ // A Task shall never return or exit.
    digitalWrite(LED_U0TXD, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
    delay(blink_delay);
    digitalWrite(LED_U0TXD, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
    delay(blink_delay);
  }
}