[FREERTOS] 任务的创建、删除、调度与状态

news2024/10/1 12:20:37

1.什么是任务？

我的理解是：任务像是进程/线程，创建一个任务就会开辟一个空间，每一个任务都是独立的执行相应的动作互不干扰，就比如玩游戏，陪女朋友，任务通常都会有一个while(1)死循环

2.与任务创建和删除相关的的几个方式

·xTaskCreate()---------------------------动态方式创建任务

·xTaskCreateStatic()-------------------静态方式创建任务

·vTaskDeletc()---------------------------删除任务

动态方式和静态方式的区别

动态方式创建任务的堆栈是由系统分配，静态方式创建任务的堆栈是由用户自己传递，通常情况下都是使用动态方式创建

cubeMX创建任务会自动封装函数用的是osThreadCread，F12进去之后可以看到依然是调用xTaskCreate();

 

xTaskCreate()的原型

 在cubeMX中可以创建队列

 

 这个对应的就是xTaskCreate()原型这个结构体

任务的优先级和之前所学的优先级不一样，之前学的比如滴答定时器优先级，外部中断，串口中断这些优先级都是数值越小优先级越高，任务优先级是数值越大优先级越高

pxVreatedTask：用于返回已创建任务的句柄可以被引用

如果返回pdPASS说明任务创建成功

如果返回errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY说明任务创建失败

cubuMx封装的函数 比如一个关于led1的任务：

taskLed2Handle = osThreadCreate(osThread(taskLed2), NULL);

也会返回一个句柄，如果taskLed2Handle == NULL就说明任务不存在 

如果taskLed2Handle != NULL则说明任务已经创建成功，任务存在

删除函数的原型

void vTaskDelete(TaskHandle_t xTasjToDelete);

只需要将待删除的任务的句柄传入函数即可以删除这个任务

当传入的参数为NULL时，就是删除当前运行的任务

 3.任务的调度

FreeRtos开启任务调度的函数是：vTaskStarScheduler(); 但是在cubeMX中被封装为osKernelStart();

 

FreeRtos是一个实时操作系统，任务调度的规则是：

1.高优先级任务抢占低优先级任务，系统永远先执行高优先级的任务（抢占式调度）

抢占式调度用更直白的话来说就是：先执行优先级高的，然后执行优先级略低的，如果正在执行优先级低的，这个时候出现了优先级高的任务，就中断优先级低的任务去执行优先级高的任务，如果优先级最高的任务堵塞（比如使用了延时函数）就执行优先级略低的那个任务，等待优先级最高的任务堵塞结束后重新执行优先级最高的任务

2.同等优先级任务轮转制度(时间片制度)

时间片制度用更直白的话来说就是：1ms执行任务一，1ms执行任务二.........每隔1ms执行下一个任务，如果一个任务只执行了0.5ms就被打断了，下一个任务执行完是不会返回上一个任务执行剩下的0.5ms任务

4.任务的状态

任务一共有四种状态

1.Running运行态：

当任务处于实际运行的状态称为运行态，即cpu的使用权被这个任务占用（同一时间仅允许一个任务处于运行态）

2.Ready就绪态：

处于就绪态的任务是指那些能够运行（没有被堵塞和挂起），但是当前没有运行的任务，因为优先级更高或同优先级的任务正在运行

3.Blocked阻塞态

如果一个任务因为延时或者等待信号量，消息队列，时间标志组而处于的状态被称为阻塞态

4.Suspend挂起态

类似于暂停，通过调用函数vTaskSuspend();对指定任务进行挂起，挂起后这个任务将不会被执行，除非使用函数vTaskResume()才可以将这个任务从挂起态恢复

 从图标分析可以知道：

        阻塞态没拌饭直接到运行态，只能先到就绪态再到运行态

        阻塞态、就绪态、运行态可以调用函数直接到挂起态，挂起态调用函数只能到就绪态

 做一个任务的小实验：

创建四个任务，taskLed1，taskLed2，taskKey1，taskKey2要求如下：

taskLed1：Led1按500ms的间隔闪烁

taskLed2：Led2按700ms的间隔闪烁

taskKey1：按下Key1如果taskLed1存在则删除taskLed1这个任务，如果任务不存在就创建taskLed1这个任务

taskKey2：按下Key2后挂起taskLed2,再次按下恢复taskLed2

freertos.c

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include "usart.h"

/*cubeMX配置生成---------------------------------↓*/
/* USER CODE END Includes */

osThreadId taskLed1Handle;
osThreadId taskLed2Handle;
osThreadId taskKey1Handle;
osThreadId taskKey2Handle;

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes */

/* USER CODE END FunctionPrototypes */

void StartTaskLed1(void const * argument);
void StartTaskLed2(void const * argument);
void StartTaskKey1(void const * argument);
void StartTaskKey2(void const * argument);

void MX_FREERTOS_Init(void); /* (MISRA C 2004 rule 8.1) */

/* GetIdleTaskMemory prototype (linked to static allocation support) */
void vApplicationGetIdleTaskMemory( StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize );

/* USER CODE BEGIN GET_IDLE_TASK_MEMORY */
static StaticTask_t xIdleTaskTCBBuffer;
static StackType_t xIdleStack[configMINIMAL_STACK_SIZE];

void vApplicationGetIdleTaskMemory( StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize )
{
  *ppxIdleTaskTCBBuffer = &xIdleTaskTCBBuffer;
  *ppxIdleTaskStackBuffer = &xIdleStack[0];
  *pulIdleTaskStackSize = configMINIMAL_STACK_SIZE;
  /* place for user code */
}
/*cubeMX配置生成---------------------------------↑*/



/*需要手写代码------------------------------------↓*/
void StartTaskLed1(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskLed1 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
    osDelay(500);//MS
  }
  /* USER CODE END StartTaskLed1 */
}

void StartTaskLed2(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskLed2 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
    osDelay(700);
  }
  /* USER CODE END StartTaskLed2 */
}

void StartTaskKey1(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskKey1 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			osDelay(20);
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)//消抖
			{
				printf("Key1\r\n");
				if(taskLed1Handle == NULL)//Led任务进程不存在，所以创建任务进程
				{
					 printf("chuanjianrenwu1\r\n");
					 osThreadDef(taskLed1, StartTaskLed1, osPriorityNormal, 0, 128);
					 taskLed1Handle = osThreadCreate(osThread(taskLed1), NULL);
					 if(taskLed1Handle != NULL)
					 printf("success\r\n");
				}else if(taskLed1Handle != NULL)//Led任务存在，删除任务
				{
					printf("delect\r\n");
					osThreadTerminate(taskLed1Handle);
					taskLed1Handle = NULL;
					printf("over\r\n");
				}
			}	
			while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);//避免连续按下，等到抬起后才开始下一次扫描 
		}
    osDelay(10);
  }
  /* USER CODE END StartTaskKey1 */
}

void StartTaskKey2(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTaskKey2 */
  /* Infinite loop */
	static int flag = 0;
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			osDelay(20);
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)//消抖
			{
				printf("Key2\r\n");
				if(flag == 0)
				{
					osThreadSuspend(taskLed2Handle);//挂起任务2
					printf("suspend success\r\n");
					flag = 1;
				}else if(flag != 0)
				{
					osThreadResume(taskLed2Handle);//恢复任务2
					flag = 0;
					printf("resume success\r\n");
				}
			}	
			while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);//避免连续按下，等到抬起后才开始下一次扫描 
		}
    osDelay(10);
  }
  /* USER CODE END StartTaskKey2 */
}
/*需要手写代码-----------------------------------↑*/



/*cubeMX配置生成---------------------------------↓*/
void MX_FREERTOS_Init(void) {
  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* definition and creation of taskLed1 */
  osThreadDef(taskLed1, StartTaskLed1, osPriorityNormal, 0, 128);
  taskLed1Handle = osThreadCreate(osThread(taskLed1), NULL);

  /* definition and creation of taskLed2 */
  osThreadDef(taskLed2, StartTaskLed2, osPriorityNormal, 0, 128);
  taskLed2Handle = osThreadCreate(osThread(taskLed2), NULL);

  /* definition and creation of taskKey1 */
  osThreadDef(taskKey1, StartTaskKey1, osPriorityNormal, 0, 128);
  taskKey1Handle = osThreadCreate(osThread(taskKey1), NULL);//创建任务会返回一个句柄，如果是NULL就说明任务没有创建成功

  /* definition and creation of taskKey2 */
  osThreadDef(taskKey2, StartTaskKey2, osPriorityNormal, 0, 128);
  taskKey2Handle = osThreadCreate(osThread(taskKey2), NULL);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

}
/*cubeMX配置生成---------------------------------↑*/

 

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