FreeRTOS SysTick 细说

多拉A梦.go

已于 2025-02-11 10:49:19 修改

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分类专栏： FreeRTOS 文章标签：单片机嵌入式硬件

于 2025-01-10 11:10:26 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lvyeren002/article/details/145040276

版权

一、SysTick在FreeRTOS中的作用

‌SysTick是一个定时器，周期性中断产生Tick。

‌SysTick在FreeRTOS中‌主要是作为系统节拍定时器，为操作系统提供时间基准。

1. ‌时间管理：如延迟函数和超时机制。

2. 任务调度：SysTick中断触发时，FreeRTOS进行任务调度。

二、SysTick初始化

1. 谁初始化了SysTick

SysTick在FreeRTOS源码中初始化，无需用户重复初始化。

SysTick初始化关键在port.c 文件，port.c相当于FreeRTOS软件与硬件的桥梁，

包含了处理器相关的端口层代码，如上下文切换、中断管理等。

FreeRTOS官方源码包含市面上常见芯片的port.c，用户可自行对应添加。

以STM32F429为例，Cortex-M4内核，对应的port.c在ARM_CM4F文件夹内

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freertos-系统时钟sysTick与系统延时vTaskDelay()解析 (笔记)

Life_Maze的博客

11-18

6307

略 1，名字：滴答定时器，系统节拍，SYSTICK。 2，特性属于Coretx-M内核 24位，向下计数。触发系统定时器中断为系统提供服务的。 3,4个寄存器系统定时器控制及状态寄存器（地址：0xE000_E010）位段名称类型复位值描述 16 COUNTFLAG [R 0 如果在上次读取本寄存器后，系统定时器已经数到...

STM32中的FreeRTOS的移植

lovegrail的博客

07-04

322

一、获取RTOS源码获取到的源码，并获取到需要的文件可以从官网获取，可以直接搜rtos，进去FreeRTOS文件夹下的Source文件夹下的内容使我们需要的FreeRTOS的所有的源文件，啊include文件，这个文件是包含的所有的.h头文件，这是我们都需要的，我们添加的时候都需要添加到工程中去。 portable这个文件主要是不同平台下的差异化文件，比如说M3.M4等等，我使用F103zet6，就需要对应使用M3的在此文件夹下我们需要哪些文件夹 1.MemMang文件夹：保存了硬件的内存管理文

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FreeRTOS---SysTick移植介绍

m0_47033179的博客

07-01

2612

SysTick 是个24位的递减定时器，它使用系统时钟作为时基，通过设置寄存器的值来确定定时周期。

FreeRTOS-Systick笔记

qq628383的博客

04-11

1669

1.在Cortem-M内核中，继承了systick的定时器，属于NVIC的一部分，异常类型为#15。systick是一个24位的向下计数器。 2.Systick寄存器 3.如何使用该定时器。 1）确定系统使用的时钟 2）设置sysytick异常位最低优先级：portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_SYSTICK_PRI; 3）设置systick->...

freertos里的systick中断函数

windyiersan的博客

04-15

201

接下来的判断是一个递增的系统节拍时间判断，系统当前是否有延时时间到达或者时间片耗尽的情况，返回pdtrue则开启上下文切换，然后向...REG寄存器写..BIT位挂起pendsv中断，然后开中断。第一个if是一个条件判断，当系统配置的宏（启动调度器状态查询功能）为1时，往后/主要功能为从就绪列表当中选择优先级最高的任务并让当前的TCB指向该任务。那么至此，任务延时高低优先级等等的东西都成功实现了任务切换。状态检查资源统计任务选择（选择下一个运行任务）环境切换。然后就是这个上下文切换的C函数。

freeRTOS代码分析1-SysTick和PendSV

最新发布

pssbjn的博客

04-22

735

根据任务状态变化，判断是否需要进行任务切换，如果需要切换，则触发(Pend)是系统定时器，用来提供系统节拍，用于实现OS最核心的功能：任务调度。都是Cortex-M3处理器提供的系统中断。的抢占优先级都被设置为15（最低优先级）。设置4位抢占优先级和4位子优先级。中定义了中断服务入口。

【STM32/FreeRTOS】SysTick定时器及FreeRTOS系统节拍

AuroraSmith的博客

11-14

2530

FreeRTOS源码分析-4 SysTick系统时钟详解

m0_60718520的博客

07-22

2349

其中装载值1ms、10ms、100ms都可以，但是不要小于1ms。在vPortSetupTimerInterrupt中。问：如何与操作系统内核联系起来？

FreeRTOS的Systick和HAL时基

qq_43460068的博客

01-10

5071

防止在高优先级（优先级高于Systick）中断服务函数中调用HAL_Delay()，导致中断服务忙等待，这样任何优先级低于该中断的中断都得不到服务（低中断不能打断高中断），当然这里包括os的全部调度。

【吐血总结】FreeRTOS难点、Systick中断-滴答定时器、PendSV中断-任务切换、SVC中断-系统底层、时间片调度-时钟节拍【已完结】

本不平凡

02-15

8255

【吐血总结】FreeRTOS难点、Systick中断-滴答定时器、PendSV中断-任务切换、SVC中断-系统底层、时间片调度-时钟节拍【已完结】

SysTick 定时器详细学习笔记并兼容FreeRTOS

Wysnbb的博客

02-23

3683

SysTick 是一个 24 位的倒计数定时器，当技术到 0 时，会产生 “滴答” 并将从 RELOAD 寄存器中自动重装载定时初值。只要 SysTick 控制及状态寄存器中的使能位没有清 0，SysTick 定时器就会一直运行。

Freertos阅读笔记4~ Systick异常处理，任务调度流程

Yangquot的博客

01-18

2005

将博客搬至优快云

浅析 FreeRTOS SysTick 和任务延时

wangyx1234的博客

10-14

6086

FreeRTOS 提供的最小时间单元为一个 SysTick，举例：假设配置 RTOS 的 SysTick 为 100Hz，则 RTOS 能提供的最小时间单位为 1/100 s，即 10ms. 即一个 RTOS 的系统始终为 10ms.上述示例计算code()共消耗了多少个 SysTick，假设当前的 SysTick 为上述的 100Hz，当前消耗了 10个 SysTick，则实际消耗时间为 10* 10ms = 100ms.将 10 SysTick 转为 ms 单位，使用即可。

FreeRTOS系列二：FreeRTOS系统配置

qq_51519091的博客

06-24

4303

所以，如果外部晶振的频率已经确定了，那么确定PLL_M，PLL_N，PLL_P的系数就可以得到对应频率的系统时钟SYSCLK，其中PLL_M，PLL_N，PLL_P可以有多种组合，只要满足相应的条件即可。例如，假设外部晶振为8M，对STM32F407来说，系统时钟的最大频率为168M，那么久可以分别设置PLL_M = 8，PLL_N = 336，PLL_P = 2。其中PLL_M，PLL_N，PLL_P，PLL_Q是一个分频器，而PLL_M是一个倍频器。主PLL产生的时钟一般会用作系统时钟。

FreeRTOS的任务优先级、Tick以及状态讲解（尊敬的嵌入式工程师，不妨进来喝杯茶）

JiaYu的博客

12-10

2813

在FreeRTOS中，任务的暂停状态（Suspended State）表示任务被显式地挂起，使得该任务不再参与调度，即不会被执行。在这个案例中，任务1的优先级为1，任务2的优先级为2。在以上例子中，xTaskCreate创建了一个任务，vTaskResume恢复了一个挂起的任务，xSemaphoreTake和xTaskDelay是任务等待事件或超时的示例。在FreeRTOS中，任务的就绪状态（Ready State）表示任务已经准备好被调度执行，但由于有其他高优先级的任务正在运行，该任务暂时还未被调度。

FreeRTOS SysTick中断

cxtian55555的博客

04-10

875

SysTick—系统定时器是属于 Cortex-M 内核中的一个外设，内嵌在 NVIC 中。系统定时器是一个 24bit 的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为 1/SYSCLK，一般我们设置系统时钟 SYSCLK 等于 AHB 时钟，在 RT1052 中，AHB 时钟等于 528MHZ。当重装载数值寄存器的值递减到 0 的时候，会置位相关的标志位或者产生中断（前提是中断已经使能），以此循环往复。

FreeRTOS记录（三、RTOS任务调度原理解析_Systick、PendSV、SVC）_systick,pendsv 和 svc(1)

2401_85015451的博客

05-16

569

///如果溢出，要更新延时列表else当前节拍大于时间片的锁定时间说明有任务需要进行调度了，时间片用完了*//*会一直遍历整个任务延时列表，找到时间片最短的任务，进行切换*/for(;;/*判断任务延时列表中，是否为空，也就是说，有没有任务在等待调度*/如果没有任务等待，把时间片赋值为最大值，不再调度*//*lint!break;else1、从任务延时列表中，获取第一个任务控制块。

FreeRTOS 之六任务调度原理解析（Systick、PendSV、SVC）

技术干货

03-02

7821

;在 Cortex-M 内核上，FreeRTOS 使用 Systick 定时器作为心跳时钟，一般默认心跳时钟为 1ms，进入 Systick 中断后，内核会进入处理模式进行处理。在 Systick中断处理中，系统会在 ReadList 就绪链表从高优先级到低优先找需要执行的任务，进行调度，如果有任务的状态发生了变化，改变了状态链表，就会产生一个 PendSV 异常，进入 PendSV 异常，通过改变进程栈指针（PSP）切换到不同的任务。

FreeRTOS Systick

03-04

<think>好的，用户让我介绍一下FreeRTOS的SysTick，我需要先回想一下相关知识，确保正确性。首先，SysTick是ARM Cortex-M内核里的一个系统定时器，用于生成定时中断，这对实时操作系统来说非常重要，因为任务调度和时间管理都依赖它。 FreeRTOS作为实时操作系统，肯定需要这个定时器来驱动任务切换。SysTick的中断服务函数应该处理任务调度，比如检查是否需要进行上下文切换。不过不同的Cortex-M芯片可能中断服务例程的名字不同，比如STM32的可能是SysTick_Handler，而其他厂商可能有不同的命名，这点需要提到。然后，SysTick的中断频率通常由configTICK_RATE_HZ配置，默认是1000Hz，也就是1ms一次中断。这个频率影响任务的时间片和延迟函数，用户需要根据应用需求调整，太高会增加系统负担，太低可能影响实时性。接下来，我需要解释SysTick在FreeRTOS中的主要作用，比如任务调度、时间管理、延迟函数和系统时钟维护。任务调度方面，每个SysTick中断会检查是否需要切换任务，时间片轮转调度就是基于这个。时间管理方面，vTaskDelay之类的函数依赖SysTick计数。系统时钟则提供时间戳功能，用于任务超时或事件间隔。可能用户会想知道如何配置和移植，比如在FreeRTOSConfig.h里设置configTICK_RATE_HZ，还有启动调度器时初始化SysTick。不同硬件可能需要不同的初始化代码，这部分需要说明，但具体步骤可能因平台而异，建议用户参考对应MCU的手册。还有，如果用户使用的MCU没有SysTick，或者想用其他定时器，FreeRTOS允许通过宏配置使用其他定时器，比如configSYSTICK_CLOCK_HZ和xPortSysTickHandler，但这种情况较少见，一般默认用SysTick。需要避免错误，比如混淆SysTick和其他定时器，或者配置错误的频率导致系统不稳定。此外，中断处理中不能有阻塞代码，确保实时性。最后，整理结构，先介绍SysTick是什么，在FreeRTOS中的作用，配置方法，注意事项，以及可能的移植问题。确保用中文口语化表达，避免术语堆砌，分点说明清晰。</think>好的！我来介绍一下 **FreeRTOS 的 SysTick**，并分几个关键点逐步解释： --- ### 1. **SysTick 是什么？** - **SysTick** 是 ARM Cortex-M 系列内核中内置的一个 **24 位系统定时器**，用于生成周期性的中断。 - 在 FreeRTOS 中，SysTick 通常被用作系统的 **心跳时钟（Tick）**，驱动任务调度和时间管理。 --- ### 2. **SysTick 在 FreeRTOS 中的作用** #### a. **任务调度的核心** - FreeRTOS 通过 SysTick 中断实现 **时间片轮转调度**。例如： - 如果配置 SysTick 为 1ms 中断一次，则每 1ms 会触发一次任务调度检查。 - 在中断服务函数中，FreeRTOS 会判断是否需要切换任务（例如时间片用完或高优先级任务就绪）。 #### b. **时间管理** - FreeRTOS 的时间相关函数（如 `vTaskDelay()`、`xTaskGetTickCount()`）依赖 SysTick 的中断计数。 - 例如：`vTaskDelay(100)` 表示延迟 100 个 SysTick 周期（如果 SysTick 为 1ms，则延迟 100ms）。 #### c. **系统时钟维护** - SysTick 为 FreeRTOS 提供全局时间基准，所有任务和内核功能的时间统计均基于此。 --- ### 3. **如何配置 SysTick？** - **频率设置**：在 `FreeRTOSConfig.h` 中通过宏 `configTICK_RATE_HZ` 定义 SysTick 中断频率。例如：`#define configTICK_RATE_HZ 1000` 表示 1kHz（1ms 一次中断）。 - **初始化流程**： FreeRTOS 在启动调度器（`vTaskStartScheduler()`）时，会自动初始化 SysTick： ```c // FreeRTOS 内部初始化 SysTick 的简化逻辑 void vPortSetupTimerInterrupt(void) { // 计算 SysTick 重装载值（基于 CPU 主频和 configTICK_RATE_HZ） uint32_t reload = (SystemCoreClock / configTICK_RATE_HZ) - 1; SysTick->LOAD = reload; SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; } ``` --- ### 4. **SysTick 中断服务函数** - **默认处理函数**： FreeRTOS 的 SysTick 中断会调用 `xPortSysTickHandler()`，其核心逻辑是： 1. 更新系统时钟计数器（`xTickCount`）。 2. 检查是否需要进行任务切换（通过 `xTaskIncrementTick()`）。 3. 如果调度器已启动，触发 PendSV 异常（实际任务切换在 PendSV 中完成）。 - **注意事项**：不同芯片厂商可能对 SysTick 中断函数命名不同（例如 STM32 中为 `SysTick_Handler()`），需在启动文件中将其指向 FreeRTOS 的处理函数。 --- ### 5. **常见问题与注意事项** #### a. **SysTick 与其他中断的冲突** - SysTick 是最高优先级的中断之一，需确保其处理函数**执行时间短**，避免影响系统实时性。 #### b. **低功耗模式** - 在低功耗应用中，可能需要动态调整 SysTick 频率或暂停其运行（例如使用 `vTaskSuspendAll()`）。 #### c. **非 Cortex-M 芯片** - 对于非 ARM 架构的芯片（如 RISC-V），FreeRTOS 会使用其他硬件定时器替代 SysTick，但原理类似。 --- ### 6. **代码示例** ```c // FreeRTOSConfig.h 中的关键配置 #define configUSE_PREEMPTION 1 // 启用抢占式调度 #define configTICK_RATE_HZ 1000 // SysTick 频率 = 1kHz // 在 STM32 的启动文件（startup_stm32f4xx.s）中关联中断函数 void SysTick_Handler(void) { HAL_IncTick(); // 如果使用 HAL 库 xPortSysTickHandler(); // FreeRTOS 的 SysTick 处理 } ``` --- ### 总结 SysTick 是 FreeRTOS 在 Cortex-M 芯片上的“心脏”，为任务调度和时间管理提供基础时钟。正确配置 SysTick 频率（`configTICK_RATE_HZ`）和中断优先级，是保证系统实时性和稳定性的关键。