FreeRTOS的学习（九）——软件定时器_xtimercreatestatic-优快云博客

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前言

FreeRTOS 提供了定时器功能，不过是软件定时器，软件定时器的精度肯定没有硬件定时器那么高，但是对于普通的精度要求不高的周期性处理的任务来说够了。
软件定时器允许设置一段时间，当设置的时间到达之后就执行指定的功能函数，被定时器调用的这个功能函数叫做定时器的回调函数。回调函数的两次执行间隔叫做定时器的定时期，简而言之，当定时器的定时周期到了以后就会执行回调函数。讲到这儿，其实很容易想到这种定时功能其实类似于之前的系统延时中的绝对延时模式，不过相比之下肯定是软件定时器更加精准了。

1 软件定时器简介

软件定时器的回调函数是在定时器服务任务中执行的，所以一定不能在回调函数中调用任何会阻塞任务的 API 函数！比如，定时器回调函数中千万不能调用 vTaskDelay()、vTaskDelayUnti()，还有一些访问队列或者信号量的非零阻塞时间的API 函数也不能调用。
定时器是一个可选的、不属于 FreeRTOS 内核的功能，它是由定时器服务(或 Daemon)任务来提供的。FreeRTOS 提供了很多定时器有关的API 函数，这些API 函数大多都使用FreeRTOS的队列发送命令给定时器服务任务。这个队列叫做定时器命令队列。定时器命令队列是提供给FreeRTOS 的软件定时器使用的，用户不能直接访问！
在这里插入图片描述
上图左侧部分属于用户应用程序的一部分，并且会在某个用户创建的用户任务中调用。图中右侧部分是定时器服务任务的任务函数，定时器命令队列将用户应用任务和定时器服务任务连接在一起。在这个例子中，应用程序调用了函数 xTimerReset()，结果就是复位命令会被发送到定时器命令队列中，定时器服务任务会处理这个命令。应用程序是通过函数xTimerReset()间接的向定时器命令队列发送了复位命令，并不是直接调用类似xQueueSend()这样的队列操作函数发送的。
软件定时器分为两种：单次定时器和周期定时器，单次定时器的话定时器回调函数就执行一次，比如定时 1s，当定时时间到了以后就会执行一次回调函数，然后定时器就会停止运行。对于单次定时器我们可以再次手动重新启动(调用相应的 API 函数即可)，但是单次定时器不能自动重启。相反的，周期定时器一旦启动以后就会在执行完回调函数以后自动的重新启动，这样回调函数就会周期性的执行。

2 定时器的配置

配置在FreeRTOSCofig.h 中进行。

configUSE_TIMERS
如果要使用软件定时器的话宏 configUSE_TIMERS 一定要设置为 1，当设置为 1 的话定时器服务任务就会在启动 FreeRTOS 调度器的时候自动创建。
configTIMER_TASK_PRIORITY
设置软件定时器服务任务的任务优先级，可以为 0~( configMAX_PRIORITIES-1)。优先级一定要根据实际的应用要求来设置。如果定时器服务任务的优先级设置的高的话，定时器命令队列中的命令和定时器回调函数就会及时的得到处理。
configTIMER_QUEUE_LENGTH
此宏用来设置定时器命令队列的队列长度。
configTIMER_TASK_STACK_DEPTH
此宏用来设置定时器服务任务的任务堆栈大小，单位为字，不是字节！，对于 STM32来说一个字是 4 字节。由于定时器服务任务中会执行定时器的回调函数，因此任务堆栈的大小一定要根据定时器的回调函数来设置。

3 定时器的源码分析

3.1 复位软件定时器

有时候我们可能会在定时器正在运行的时候需要复位软件定时器，复位软件定时器的话会重新计算定时周期到达的时间点，这个新的时间点是相对于复位定时器的那个时刻计算的，并
不是第一次启动软件定时器的那个时间点。

FreeRTOS 提供了两个API 函数来完成软件定时器的复位

xTimerReset()，复位软件定时器，用在任务中。
xTimerResetFromISR()，复位软件定时器，用在中断服务函数中。

函数 xTimerReset：

#define xTimerReset( xTimer, xTicksToWait ) \
    xTimerGenericCommand( ( xTimer ), tmrCOMMAND_RESET, ( xTaskGetTickCount() ), NULL, ( xTicksToWait ) )

3.2 创建软件定时器

FreeRTOS 提供了动态和静态两种方式来完成软件定时器的创建，新创建的软
件定时器处于休眠状态，也就是未运行的。函数 xTimerStart() 、 xTimerReset() 、xTimerStartFromISR() 、 xTimerResetFromISR() 、 xTimerChangePeriod() 和xTimerChangePeriodFromISR()可以使新创建的定时器进入活动状态

xTimerCreate()，使用动态方法创建软件定时器。
xTimerCreateStatic()，使用静态方法创建软件定时器。

函数 xTimerCreate：

TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, 
                            const TickType_t xTimerPeriodInTicks,
                            const UBaseType_t uxAutoReload,
                            void * const pvTimerID,
                            TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )

其中，

pcTimerName：软件定时器名字，名字是一串字符串，用于调试使用。
xTimerPeriodInTicks：软件定时器的定时器周期，单位是时钟节拍数。可以借助portTICK_PERIOD_MS 将 ms单位转换为时钟节拍数。举个例子，定时器的周期为 100 个时钟节拍的话，那么xTimerPeriodInTicks 就为100，当定时器周期为 500ms 的时候 xTimerPeriodInTicks 就可以设置为(500/ portTICK_PERIOD_MS)。、
uxAutoReload：设置定时器模式，单次定时器还是周期定时器？当此参数为 pdTRUE的时候表示创建的是周期定时器。如果为 pdFALSE 的话表示创建的是单次定时器。 pvTimerID：定时器 ID号，一般情况下每个定时器都有一个回调函数，当定时器定时周期到了以后就会执行这个回调函数。但是 FreeRTOS 也支持多个定时器共用同一个回调函数，在回调函数中根据定时器的 ID 号来处理不同的定时器。
pxCallbackFunction：定时器回调函数，当定时器定时周期到了以后就会调用这个函数。

除了上述的几种API函数，其他还有定时的开启、关闭等，因为很简单就不做过多描述了。