【FreeRtos教程九】STM32 CubeMx——Timers(定时器)

文章介绍了FreeRTOS提供的软件定时器功能,用于扩展MCU的定时器资源。软件定时器分为一次性定时器和自动加载定时器,回调函数在守护任务中非阻塞方式执行。示例程序创建了一个周期定时器,每1秒打印当前计数值,展示了osTimerStart和osKernelSysTick等函数的使用。

目录

1 软件定时器

2 示例程序

2.1 例程功能 

2.2 步骤

2.3 实验结果

2.4 函数讲解

2.5 程序源码


1 软件定时器

定时器是MCU常用的外设,我们在学习各种单片机时必然会学习它的硬件定时器。但是,MCU自带的硬件定时器资源是有限的,而且一般会用在实时性要求很强的地方。 在freeRTOS中提供了软件定时器的功能,来实现更多的定时器资源。
1. 软件定时器的特性
使用定时器跟使用手机闹钟是类似的:

  • 指定时间:启动定时器和运行回调函数,两者的间隔被称为定时器的周期(period)。
  • 指定类型,定时器有两种类型:
    • 一次性(One-shot timers): 这类定时器启动后,它的回调函数只会被调用一次; 可以手工再次启动它,但是不会自动启动它。
    • 自动加载定时器(Auto-reload timers ): 这类定时器启动后,时间到之后它会自动启动它; 这使得回调函数被周期性地调用。
  • 指定要做什么事,就是指定回调函数

实际的闹钟分为:有效、无效两类。软件定时器也是类似的,它由两种状态:

  • 运行(Running、Active):运行态的定时器,当指定时间到达之后,它的回调函数会被调用
  • 冬眠(Dormant):冬眠态的定时器还可以通过句柄来访问它,但是它不再运行,它的回调函数不会 被调用

2.回调函数
定时器的回调函数的原型如下:

void ATimerCallback( TimerHandle_t xTimer );

定时器的回调函数是在守护任务中被调用的,守护任务不是专为某个定时器服务的,它还要处理其他定时器。 所以,定时器的回调函数不要影响其他人:

  • 回调函数要尽快实行,不能进入阻塞状态
  • 不要调用会导致阻塞的API函数,比如 vTaskDelay()
  • 可以调用 xQueueReceive()
### 配置FreeRTOS软件定时器 #### 在STM32CubeMX中启用FreeRTOS及其组件 为了在STM32CubeMX中配置FreeRTOS软件定时器,需先确保已启用了FreeRTOS中间件。这可以通过勾选Project Manager下的Middleware部分中的FreeRTOS框来完成[^1]。 #### 设置FreeRTOS配置参数 进入Configuration标签页,在RCC设置完成后转至System Core -> NVIC, 确认PendSV和SysTick中断被激活。接着前往Middlewares-> FreeRTOS路径下调整如下关键参数: - `configUSE_TIMERS`设为1以包含计时器功能。 - 定义`configTIMER_TASK_PRIORITY`, 这决定了定时器服务任务的优先级[^3]。 这些设定使得定时器服务任务会在RTOS调度器启动时自动生成。 #### 添加必要的源文件 要让FreeRTOS软件定时器API生效,还需将位于FreeRTOS安装目录内的`timers.c`加入项目构建过程,并确认`FreeRTOSConfig.h`头文件内上述提到的各项宏已被正确定义。 ```c // 示例:初始化一个简单的软件定时器并启动它 #include "FreeRTOS.h" #include "timers.h" static void vTimerCallback(TimerHandle_t xTimer); int main(void) { // 初始化硬件... TimerHandle_t xTimer; const TickType_t xTimerPeriod = pdMS_TO_TICKS(1000); /* 1秒周期 */ xTimer = xTimerCreate("OneShot", /* 名字 */ xTimerPeriod, /* 周期 */ pdFALSE, /* 单次触发模式 */ (void *)0, /* 用户数据 */ vTimerCallback); /* 回调函数 */ if(xTimer != NULL){ xTimerStart(xTimer, 0); } // 启动调度程序... } /* 定时器回调处理逻辑 */ static void vTimerCallback(TimerHandle_t xTimer) { // 执行特定操作... } ``` 此代码片段展示了如何创建和启动一个单发模式的一秒钟间隔软件定时器实例。
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