µCOS-III从入门到精通第九章（时间管理）

最新推荐文章于 2025-11-11 16:36:11 发布

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#单片机 #嵌入式硬件 #操作系统 #stm32 #UCOS

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一、延时函数

1、常用函数概览

（1）时间管理是一种建立在时钟节拍上，对任务运行时间管理的一种系统内核机制。

（2）时间管理相关API函数有如下几个（并非全部）：

函数	描述
OSTimeDly	以系统时钟节拍为单位进行任务延时（也就是阻塞）
OSTimeDlyHMSM	以时、分、秒、毫秒为单位进行任务延时
OSTimeDlyResume	恢复被延时的任务（不能恢复自身）

2、常用时间管理相关API函数介绍

（1）OSTimeDly函数：

①函数定义：

void OSTimeDly
(
    OS_TICK 		dly,	
    OS_OPT 		opt,
	OS_ERR *		p_err 
)

形参	描述
dly	任务延时的系统时钟节拍数
opt	延时选项
p_err	指向接收错误代码变量的指针

②延时选项：

opt	描述
OS_OPT_TIME_DLY	任务延时的结束时刻为OSTickCtr + dly
OS_OPT_TIME_TIMEOUT	任务延时的结束时刻为 OSTickCtr + dly
OS_OPT_TIME_MATCH	任务延时的结束时刻为 dly（绝对时间）
OS_OPT_TIME_PERIODIC	任务延时的结束时刻为OSTCBCurPtr -> TickCtrPrev+dly

[1]OSTickCtr是系统时钟节拍计数器，它是一个32bit的数，会溢出，然后回到0重新开始计数。

[2]OSTCBCurPtr -> TickCtrPrev会记录每个任务最近一次开始运行（进入就绪态）的绝对时间（也就是上次进入就绪态时OSTickCtr的值）。

（2）OSTimeDlyHMSM函数：

①函数定义：

void OSTimeDlyHMSM
(
    CPU_INT16U 	hours,
	CPU_INT16U 	minutes,
	CPU_INT16U 	seconds,
	CPU_INT32U 	milli,
	OS_OPT 		opt,
	OS_ERR *		p_err
)

形参	描述
hours	任务延时的小时数
minutes	任务延时的分钟数
seconds	任务延时的秒数
milli	任务延时的毫秒数
opt	延时选项
p_err	指向接收错误代码变量的指针

②延时选项（可使用“|”选择多个选项）：

opt	描述
OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT	延时时间参数严格按照实际的时间格式任务延时的小时数（0~99）任务延时的分钟数（0~59）任务延时的秒数（0~59）任务延时的毫秒数（0~999）
OS_OPT_TIME_HMSM_NON_STRICT	延时时间参数无需严格按照实际的时间格式任务延时的小时数（0~999）任务延时的分钟数（0~9999）任务延时的秒数（0~65535）任务延时的毫秒数（0~4294967295）
OS_OPT_TIME_DLY	任务延时的结束时刻为 OSTickCtr + dly
OS_OPT_TIME_TIMEOUT	任务延时的结束时刻为 OSTickCtr + dly
OS_OPT_TIME_PERIODIC	任务延时的结束时刻为OSTCBCurPtr -> TickCtrPrev + dly
OS_OPT_TIME_MATCH	任务延时的结束时刻为dly

③使用该函数须将宏OS_CFG_TIME_DLY_HMSM_EN置1。

（3）OSTimeDlyResume函数：

①函数定义：

void OSTimeDlyResume
(
	OS_TCB *		p_tcb,
	OS_ERR *		p_err
)

形参	描述
p_tcb	指向任务控制块的指针
p_err	指向接收错误代码变量的指针

②使用该函数须将宏OS_CFG_TIME_DLY_RESUME_EN置1。

二、延时函数演示实验

1、原理图与实验目标

（1）原理图：

（2）实验目标：

①设计3个任务——start_task、task1、task2：

[1]start_task：用于创建其它两个任务，然后删除自身。

[2]task1：用于展示延时函数OSTimeDly的相对延时功能。

[3]task2：用于展示延时函数OSTimeDly的绝对延时功能。

②预期实验现象：两个LED灯不同步闪烁。

2、实验步骤

（1）将“任务创建和删除实验”的工程文件夹复制一份，在拷贝版中进行实验。

（2）Delay.c文件中的延时函数需修改为如下所示的实现（纯占用CPU资源，这种延时函数其实是不好的，但就该实验而言，仅仅是为了观察实验现象，不需要考虑太多）。

void Delay_ms(u16 time)
{    
   u16 i=0;  
   while(time--)
   {
      i=12000;     //可微调，使延时更加精准
      while(i--) ;    
   }
}

（3）移除task3任务的相关内容，并更改task1和task2的实现，

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "os.h"
#include "cpu.h"
#include "LED.h"
#include "Delay.h"
#include <stdio.h>

/* START_TASK 任务 配置
 * 包括: 任务优先级 任务栈大小 任务控制块 任务栈 任务函数
 */
#define     START_TASK_PRIO         1
#define     START_TASK_STACK_SIZE   256
CPU_STK     start_task_stack[START_TASK_STACK_SIZE];
OS_TCB      start_task_tcb;
void start_task(void);

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务优先级 任务栈大小 任务控制块 任务栈 任务函数
 */
#define     TASK1_PRIO              4
#define     TASK1_STACK_SIZE        256
CPU_STK     task1_stack[TASK1_STACK_SIZE];
OS_TCB      task1_tcb;
void task1(void);

/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务优先级 任务栈大小 任务控制块 任务栈 任务函数
 */
#define     TASK2_PRIO              3
#define     TASK2_STACK_SIZE        256
CPU_STK     task2_stack[TASK2_STACK_SIZE];
OS_TCB      task2_tcb;
void task2(void);

void UCOS_Test(void)
{
	OS_ERR err;
	
	OSInit(&err);    //初始化μC/OS-III

	//创建Start Task
    OSTaskCreate (&start_task_tcb,
                  "start_task",
                  (OS_TASK_PTR)start_task,
                  NULL,
                  START_TASK_PRIO,
                  start_task_stack,
                  START_TASK_STACK_SIZE / 10,
                  START_TASK_STACK_SIZE,
                  0,
                  0,
                  0,
                  (OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                  &err);
    
    /* 开始任务调度 */
    OSStart(&err);
}

void start_task(void)              
{
    OS_ERR err;     //接收错误代码使用，对错误代码进行分情况处理可增强程序鲁棒性
    CPU_Init();     //初始化CPU库
    CPU_SR_ALLOC();
    
	//滴答定时器重装载值 = 系统主频 / 滴答定时器中断频率（滴答定时器是递减计数）
    CPU_INT32U cnts = SystemCoreClock / OS_CFG_TICK_RATE_HZ;
    OS_CPU_SysTickInit(cnts);   //配置Systick中断及优先级
    
    CPU_CRITICAL_ENTER();           //进入临界区（关中断）
	
    //创建task1
    OSTaskCreate (&task1_tcb,
                  "task1",
                  (OS_TASK_PTR)task1,
                  0,
                  TASK1_PRIO,
                  task1_stack,
                  TASK1_STACK_SIZE / 10,
                  TASK1_STACK_SIZE,
                  0,
                  0,
                  0,
                  (OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                  &err);

    //创建task2
    OSTaskCreate (&task2_tcb,
                  "task2",
                  (OS_TASK_PTR)task2,
                  0,
                  TASK2_PRIO,
                  task2_stack,
                  TASK2_STACK_SIZE / 10,
                  TASK2_STACK_SIZE,
                  0,
                  0,
                  0,
                  (OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                  &err);      
    
    CPU_CRITICAL_EXIT();            //退出临界区（开中断）
    OSTaskDel(NULL, &err);   //删除任务自身
}

void task1(void)
{
	OS_ERR err;
	while(1)     //task1永远不停歇（除非被其它任务删除）
	{
		LED1_Turn();      //LED1状态翻转
		Delay_ms(100);    //死等100ms
		OSTimeDly(500,OS_OPT_TIME_DLY, &err);       //自我阻塞500ms（相对延时）
	}
}

void task2(void)
{
	OS_ERR err;
	while(1)     //task2永远不停歇（除非被其它任务删除）
	{
		LED2_Turn();      //LED1状态翻转
		Delay_ms(100);    //死等100ms
		OSTimeDly(500, OS_OPT_TIME_PERIODIC, &err); //自我阻塞约400ms（绝对延时）
	}
}

（4）程序完善好后点击“编译”，然后将程序下载到开发板上。