跟着野火从零开始手搓FreeRTOS（5）空闲任务与阻塞延时

最新推荐文章于 2025-06-03 14:56:17 发布

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#单片机 #stm32 #嵌入式硬件

本文介绍了如何在FreeRTOS环境中创建空闲任务，管理任务延时，特别是通过SysTick实现阻塞延时，并在任务切换时处理空闲任务和延时任务的调度。

裸机系统的软件延时通过让CPU等待来达到延时效果；而RTOS的优点就是完全发挥CPU的性能，即使延时也不会让CPU空等。操作系统的延时叫做阻塞延时，当任务需要延时的时候，任务会放弃CPU的使用权，直到延时结束，重新获得CPU进行运行。在延时期间，CPU可以处理其他的事情。

在当前任务进入阻塞状态时，CPU可以去处理别的任务。假如当前没有别的任务可运行，CPU就会进入系统创建的空闲任务。空闲任务在调度器里是优先级最低的任务，其主体主要是做一些系统内存的清理工作。在实际应用中，当系统进入空闲任务后，可以让单片机进入休眠或者低功耗等操作。

这里野火让空闲任务实现对一个全局变量进行计数的功能。

实现空闲任务

目前创建栈和任务控制块都是静态创建，使用静态内存。因此，需要预先定义内存空间。

定义空闲任务栈和任务控制块

栈和TCB的内存空间均在main.c中定义。

任务栈是一个定义好的数组，大小由 FreeRTOSConfig.h 中定义的宏控制，默认为 128，单位为字（byte），即 512 个字节（bit）。

/* 定义空闲任务的栈 */
/* 在FreeRTOSConfig.h中定义 */
#define configMINIMAL_STACK_SIZE ( ( unsigned short ) 128 )

/* 获取空闲任务的内存 */
/* 在main.c中定义 */
StackType_t IdleTaskStack[configMINIMAL_STACK_SIZE];
TCB_t IdleTaskTCB; //定义空闲任务发任务控制块

创建任务

在定义好空闲任务的栈和任务控制块后，才可以创建空闲任务。空闲任务在调度器启动函数 vTaskStartScheduler()中创建。

该部分在task.c中实现。

extern TCB_t IdleTaskTCB;

/* 传参函数声明 */
void vApplicationGetIdleTaskMemory( TCB_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, 
                                    StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, 
                                    uint32_t *pulIdleTaskStackSize );

void vTaskStartScheduler( void )
{   
    TCB_t *pxIdleTaskTCBBuffer = NULL;               /* 用于指向空闲任务控制块 */
    StackType_t *pxIdleTaskStackBuffer = NULL;       /* 用于空闲任务栈起始地址 */
    uint32_t ulIdleTaskStackSize;
    
    /* 获取空闲任务的内存：任务栈和任务TCB */
    vApplicationGetIdleTaskMemory( &pxIdleTaskTCBBuffer,