FreeRTOS_定时器

news2024/9/22 13:25:25

定时器概述

定时器运行过程

定时器就像一个闹钟，它有超时时间、函数、是否为周期性这三个部分。

超时时间：什么时候到时间，就像闹钟响起
函数：闹钟响起，要干什么
是否为周期性：这个闹钟只响一次（单次触发）还是每天都响（周期性触发）

定时器的简化运行过程如下图：

（t1）使用定时器，需要先创建一个定时器，创建时会规定以上的三个部分，但这时定时器并不会开始计时。
（t2）之后需要开启定时器，并基于该时刻进行计时。
（t2->t3过程）FreeRTOS有一个tick中断，每次进入中断，都会在中断中判断是否有定时器超时，如果超时就进行定时器的触发。
（t3）当定时器触发之后，会唤醒一个任务（守护任务）来去执行创建定时器时传入的函数。至此一次定时完成，如果设置为了周期性触发，之后就会重复上述过程，如果设置为单次触发，之后将不会再触发。

定时器的状态转换

定时器只有两种状态：Dormant（休眠态）、Running（运行态），下面是定时器的状态转换过程

当创建定时器时，定时器进入的是休眠态，这时定时器不进行计时。
当开启定时器、复位定时器、重置定时器周期时，定时器从休眠态转换到了运行态，这时定时器开始计时。
当计时完成之后，如果是单次触发，定时器就会进入休眠态，不再计时；如果是周期性触发，定时器保持运行态，继续计时、触发。
除此之外，在定时器运行态时，也可以调用关闭定时器函数，来让定时器从运行态转为休眠态

定时器相关函数的实质

在上述的状态转换过程中，调用了很多的定时器相关的函数。这些函数实质是将一些命令发送给定时器命令队列，之后守护任务不再阻塞并读取定时器命令队列，根据这些命令执行相应的操作。具体的交互模型如下：

相关函数

创建定时器

函数声明如下：

TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, 
                            const TickType_t xTimerPeriodInTicks,
                            const BaseType_t xAutoReload,
                            void * const pvTimerID,
                            TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )

返回值：定时器句柄

pcTimerName：名字

xTimerPeriodInTicks：周期

xAutoReload：单次触发（pdFALSE）、周期性触发（pdTRUE）

pvTimerID：可写NULL

pxCallbackFunction：回调函数

启动定时器

/* 这是一个宏，开启定时器 */
xTimerStart( xTimer, xTicksToWait )

/* 宏定义 */
#define xTimerStart( xTimer, xTicksToWait )               \
        xTimerGenericCommand( ( xTimer ),                 \
                              tmrCOMMAND_START,           \
                              ( xTaskGetTickCount() ),    \ 
                              NULL,                       \
                              ( xTicksToWait ) )          \

/* 实际调用函数 */
BaseType_t xTimerGenericCommand( TimerHandle_t xTimer,
                                 const BaseType_t xCommandID,
                                 const TickType_t xOptionalValue,
                                 BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken,
                                 const TickType_t xTicksToWait )

xTimer：定时器句柄

xTicksToWait：超时，有超时是因为函数实质是发送指令给队列

验证实验

实验内容为：开启定时器，每0.1s翻转一次变量值，用逻辑分析仪来查看变量状态。

具体代码实现如下：

/* 定时器回调函数 */
/* 这里面不用在while(1)中跑 */
char i;
void TimFun( TimerHandle_t xTimer ){
    i = !i;
}

int main( void )
{
	TimerHandle_t xTimeHandle_Test;/* 定时器句柄 */
	
	prvSetupHardware();
	SerialPortInit();
	printf("UART TEST\r\n");
	
	/* 创建定时器，周期为100*1ms = 0.1s */
	xTimeHandle_Test = xTimerCreate("time",100,pdTRUE,NULL,TimFun);
	/* 开启定时器 */
	xTimerStart(xTimeHandle_Test,0);

	xTaskCreate(TaskAFunction,"TaskA",100,(void*)NULL,2,NULL);/* taskA空跑while(1) */
	
	vTaskStartScheduler();
	
	//xTimerStart
	return 0;
}

运行结果如下：