Tickless 低功耗模式相关函数

FreeRTOS 的 Tickless 低功耗模式 是一种在系统空闲时暂停定时器中断（SysTick）的技术，允许微控制器（MCU）进入深度睡眠状态以降低功耗，直到下一个任务就绪或外部事件唤醒。此模式特别适用于电池供电的嵌入式设备。以下是 Tickless 模式的配置、核心 API 及实现原理的详细讲解。

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Tickless 模式的核心原理

1. 空闲时停用 SysTick
   当系统进入空闲状态且无任务需要运行时，FreeRTOS 关闭 SysTick 中断，并根据下一个任务的唤醒时间计算 MCU 可睡眠的时长。
2. 动态唤醒
   使用低功耗定时器（如 RTC 或 LP Timer）在指定时间后唤醒 MCU，或依赖外部中断（如 GPIO、UART）提前唤醒。
3. 时间补偿
   睡眠期间跳过 SysTick 中断，通过硬件定时器记录实际睡眠时间，并在唤醒后修正系统时间。

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Tickless 模式的配置

在 FreeRTOSConfig.h 中启用并配置以下宏：

宏定义	说明
configUSE_TICKLESS_IDLE	设为 1 启用 Tickless 模式。
configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP	定义进入低功耗的最小空闲时间（单位：Tick）。若空闲时间小于此值，不进入睡眠。默认为 2。
configPRE_SLEEP_PROCESSING	用户自定义的预睡眠处理函数（关闭外设、降低时钟等）。
configPOST_SLEEP_PROCESSING	用户自定义的睡眠后恢复函数（恢复外设、时钟等）。

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Tickless 模式的关键函数

1. 核心函数 portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()

• 功能：由 FreeRTOS 内核调用，用于进入低功耗状态并计算睡眠时间。
• 实现要求：需用户根据硬件平台实现此函数（通常位于 port.c 或独立驱动文件中）。
• 函数原型：

  void portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP(TickType_t xExpectedIdleTime);
  

  • xExpectedIdleTime：预计的空闲时间（单位：Tick），即下一个任务的等待时间。

2. 预睡眠处理 configPRE_SLEEP_PROCESSING

• 功能：在进入低功耗前关闭高功耗外设或调整系统时钟。
• 示例：

  void vPreSleepProcessing(uint32_t ulExpectedIdleTime) {
       
       
      // 关闭ADC、串口等外设
      HAL_ADC_Stop(&hadc);