STM32F1+HAL库+FreeTOTS学习4——任务挂起与恢复

news2024/10/6 20:35:49

STM32F1+HAL库+FreeTOTS学习4——任务挂起与恢复

  • 任务挂起和恢复的API介绍
  • 代码实现

上一期我们学习了FreeRTOS中任务创建的两种方法，这一期我们学习任务的挂起和恢复。

任务挂起和恢复的API介绍

在 ：STM32F1+HAL库+FreeTOTS学习1——FreeRTOS入门 的学习中，我们有了解到FreeRTOS的状态分为就绪、阻塞、挂起和运行四种状态，那如何将处于就绪态的任务挂起呢？我们有对应的函数：

  1. 挂起任务函数
void vTaskSuspend(TaskHandle_t xTaskToSuspend);

/*
参数是需要挂起的任务句柄，当传入的参数是NULL时，代表任务自身挂起。
*/

使用前需要将宏 ： INCLUDE_vTaskSuspend 配置为1，且无论优先级如何，被挂起的任务都不会被执行，知道任务恢复。

内部实现如下：
在这里插入图片描述

  1. 任务恢复函数（任务中恢复）
void vTaskResume(TaskHandle_t xTaskToResume);

/*
传入参数是需要恢复的任务句柄。
*/

使用前需要将宏 ： INCLUDE_vTaskSuspend 配置为1 ，且无论该任务被挂起多少次，只需要调用一次vTaskResume函数即可恢复该任务，且该任务立即进入就绪态。

内部实现如下：
在这里插入图片描述

  1. 任务恢复函数（中断中恢复）
BaseType_t xTaskResumeFromISR(TaskHandle_t xTaskToResume)
/*
参数依旧是需要恢复的任务句柄，但是该函数存在返回值
当返回值为 pdTRUE时，表示改任务恢复后需要进行任务切换， 需要调用portYIELD_FROM_ISR函数切换到更高优先级的任务。
当返回值为 pdFALSE 时，表示任务恢复后不需要进行任务切换。
*/
  • 使用前需要将宏 ： INCLUDE_vTaskSuspend 和 INCLUDE_xTaskResumeFromISR 定义为1
  • 该函数专门用在中断服务函数中，用于解挂（恢复）被挂起的任务
  • 中断服务程序中要调用freeRTOS的API函数则该中断的优先级不能高于FreeRTOS所管理的最高优先级：简单理解就是中断的优先级必须在 5 到 15之间 。
  • 并且中断的优先级分组必须是4位全用做抢占优先级，无子优先级。

代码实现

再看代码实现之前，我们先明确以下实现的功能，不然有的时候看的云里雾里的：

  • 创建四任务，一个开始任务，三个运行任务。
  • 再开始任务中创建三个运行任务，创建完成后删除开始任务。
  • 任务1控制LED0闪烁，1s闪一次
  • 任务2负责串口打印，打印系统运行时间。
  • 按键3负责按键扫描，按键0按下挂起任务1，按键1按下恢复任务1，打印相关信息。
  • WK_UP按键用作外部中断，在中断里面恢复任务1，并打印相关信息

在这里插入图片描述

以上就是需要实现的内容，由于本期内容使用到按键，所有这里展示以下一些按键的CubeMX配置：

  • 按键部分：这里只展示按键0，按键1和0一样即可
    在这里插入图片描述
  • WK_UP按键：配置外部输入，优先级为5（必须要设置优先级再5到15之前，且优先级分组为4）
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

其他部分的配置这里就不展示了，在直接在配好的工程上该即可。下面来看代码

  1. main.c ：须在main函数里面调用 freertos_demo()函数进入FreRTOS系统。
freertos_demo();
  1. freertos_demo.c


#include "freertos_demo.h"
#include "main.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/

#include "key.h"
/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*/

/* START_TASK 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define START_TASK_PRIO 1                   /* 任务优先级 */
#define START_STK_SIZE  128                 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t            StartTask_Handler;  /* 任务句柄 */
void start_task(void *pvParameters);        /* 任务函数 */

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK1_PRIO      1                   /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE  128                 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t            Task1Task_Handler;  /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters);             /* 任务函数 */

/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK2_PRIO      1                   /* 任务优先级 */
#define TASK2_STK_SIZE  128                 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t            Task2Task_Handler;  /* 任务句柄 */
void task2(void *pvParameters);             /* 任务函数 */

/* TASK3 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK3_PRIO      1                   /* 任务优先级 */
#define TASK3_STK_SIZE  128                 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t            Task3Task_Handler;  /* 任务句柄 */
void task3(void *pvParameters);             /* 任务函数 */

/******************************************************************************************************/

/* LCD刷屏时使用的颜色 */


/**
 * @brief       FreeRTOS例程入口函数
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void freertos_demo(void)
{

    
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            /* 任务函数 */
                (const char*    )"start_task",          /* 任务名称 */
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        /* 任务堆栈大小 */
                (void*          )NULL,                  /* 传入给任务函数的参数 */
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       /* 任务优先级 */
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   /* 任务句柄 */
    vTaskStartScheduler();		//开启任务调度
}

/**
 * @brief       start_task
 * @param       pvParameters : 传入参数(未用到)
 * @retval      无
 */
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           /* 进入临界区，关闭中断，此时停止任务调度*/
    /* 创建任务1 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,
                (const char*    )"task1",
                (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK1_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task1Task_Handler);
    /* 创建任务2 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,
                (const char*    )"task2",
                (uint16_t       )TASK2_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task2Task_Handler);
					 /* 创建任务3 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task3,
                (const char*    )"task3",
                (uint16_t       )TASK3_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK3_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task3Task_Handler);
    vTaskDelete(StartTask_Handler); /* 删除开始任务 */
    taskEXIT_CRITICAL();            /* 退出临界区，重新开启中断，开启任务调度 */
}

/**
 * @brief       task1
 * @param       pvParameters : 传入参数(未用到)
 * @retval      无
 */
void task1(void *pvParameters)
{
    
    while(1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);  
		 printf("task1 start\r\n");
		 /* LED0闪烁 */
        vTaskDelay(1000);                                               /* 延时1000ticks */
    }
}

/**
 * @brief       task2
 * @param       pvParameters : 传入参数(未用到)
 * @retval      无
 */
void task2(void *pvParameters)
{
    float float_num = 0.0;
    
    while(1)
    {
        float_num += 0.01f;                         /* 更新数值 */
        printf("float_num: %0.4f\r\n", float_num);  /* 打印数值 */
		 printf("task2 start\r\n");
        vTaskDelay(1000);                           /* 延时1000ticks */
    }
}

/**
 * @brief       task2
 * @param       pvParameters : 传入参数(未用到)
 * @retval      无
 */
void task3(void *pvParameters)
{

    vTaskDelay(100);
    while(1)
    {		
			
			Key_One_Scan(Key_Name_Key0,Key0_Up_Task,Key0_Down_Task);         //扫描Key0状态
			Key_One_Scan(Key_Name_Key1,Key1_Up_Task,Key1_Down_Task);         //扫描Key1状态
			Key_One_Scan(Key_Name_Key2,Key2_Up_Task,Key2_Down_Task);         //扫描Key2状态

    }
}
  1. key.c (这里面用来实现软件方式按键扫描)
/* USER CODE BEGIN 2 */

#include "freertos_demo.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
void Key0_Down_Task(void)
{
	vTaskSuspend(Task1Task_Handler);
	printf("任务1挂起\r\n");
}
void Key0_Up_Task(void)
{
	
}
void Key1_Down_Task(void)
{
  printf("任务1解挂\r\n");
}
void Key1_Up_Task(void)
{
   vTaskResume(Task1Task_Handler);  
}
void Key2_Down_Task(void)
{

}
void Key2_Up_Task(void)
{
 
}
void WKUP_Down_Task(void)
{
 
}
void WWKUP_Up_Task(void)
{

}

void Key_One_Scan(uint8_t KeyName ,void(*OnKeyOneUp)(void), void(*OnKeyOneDown)(void))
{
   static uint8_t Key_Val[Key_Name_Max];    //按键值的存放位置
   static uint8_t Key_Flag[Key_Name_Max];   //KEY0~2为0时表示按下，为1表示松开，WKUP反之
    
   Key_Val[KeyName] = Key_Val[KeyName] <<1;  //每次扫描完，将上一次扫描的结果左移保存
   
    switch(KeyName)
    {
        case Key_Name_Key0:  Key_Val[KeyName] = Key_Val[KeyName] | (HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin));    //读取Key0按键值
            break;
        case Key_Name_Key1:  Key_Val[KeyName] = Key_Val[KeyName] | (HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin));   //读取Key1按键值
            break;
        case Key_Name_Key2:  Key_Val[KeyName] = Key_Val[KeyName] | (HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin));   //读取Key2按键值
            break;
//        case Key_Name_WKUP:  Key_Val[KeyName] = Key_Val[KeyName] | (HAL_GPIO_ReadPin(WKUP_GPIO_Port, WKUP_Pin));   //读取WKUP按键值
//            break; 
        default:
            break;
    }
//    if(KeyName == Key_Name_WKUP)     //WKUP的电路图与其他按键不同，所以需要特殊处理
//    {
//        //WKUP特殊情况
//        //当按键标志为1(松开)是，判断是否按下，WKUP按下时为0xff
//        if(Key_Val[KeyName] == 0xff && Key_Flag[KeyName] == 1)
//        {
//            (*OnKeyOneDown)();
//           Key_Flag[KeyName] = 0;
//        }
//        //当按键标志位为0（按下），判断按键是否松开,WKUP松开时为0x00
//        if(Key_Val[KeyName] == 0x00 && Key_Flag[KeyName] == 0)
//        {
//            (*OnKeyOneUp)();
//           Key_Flag[KeyName] = 1;
//        } 
//    }
//    else                               //Key0~2按键逻辑判断
//    {
        //Key0~2常规判断
          //当按键标志为1(松开)是，判断是否按下
        if(Key_Val[KeyName] == 0x00 && Key_Flag[KeyName] == 1)
        {
            (*OnKeyOneDown)();
           Key_Flag[KeyName] = 0;
        }
        //当按键标志位为0（按下），判断按键是否松开
        if(Key_Val[KeyName] == 0xff && Key_Flag[KeyName] == 0)
        {
            (*OnKeyOneUp)();
           Key_Flag[KeyName] = 1;
        }  
    }
     
   
//}
/* USER CODE END 2 */
  1. key.h (lkey.c搭配使用)
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN Private defines */
typedef enum
 {
     Key_Name_Key0 = 0,
     Key_Name_Key1,
     Key_Name_Key2,
     Key_Name_WKUP,
     Key_Name_Max
 }EnumKeyOneName;
 
/* USER CODE END Private defines */

void MX_GPIO_Init(void);

/* USER CODE BEGIN Prototypes */
void Key0_Down_Task(void);
    
void Key0_Up_Task(void);
    
void Key1_Down_Task(void);

void Key1_Up_Task(void);

void Key2_Down_Task(void);

void Key2_Up_Task(void);

void WKUP_Down_Task(void);

void WWKUP_Up_Task(void);


void Key_One_Scan(uint8_t KeyName ,void(*OnKeyOneUp)(void), void(*OnKeyOneDown)(void)); 
/* USER CODE END Prototypes */

#ifdef __cplusplus
}
#endif /*__ GPIO_H__ */

值得注意的是，按键扫描部分代码取自 ： STM32框架之按键扫描新思路 并稍作修改，具体实现原理可以自行了解。

  1. gpio.c (这里用来完成中断方式的恢复任务。)
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	BaseType_t xYieldRequired;
    if(GPIO_Pin == WK_UP_Pin )       //判断中断源为WKUP中断
    {
	xYieldRequired = 	xTaskResumeFromISR(Task1Task_Handler);
		 if(xYieldRequired == pdTRUE)
		 {
			portYIELD_FROM_ISR(xYieldRequired);
			 printf("任务1解挂中断方式\r\n");
		 }

    }   

}

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