FreeRtos——多任务

最新推荐文章于 2025-07-13 14:56:51 发布
转载 最新推荐文章于 2025-07-13 14:56:51 发布 · 1.6k 阅读 · 5

本文深入探讨了FreeRTOS中任务的调度机制，包括任务优先级的设置与调整、任务的状态变化，以及如何通过使用vTaskDelay和vTaskDelayUntil等API函数实现任务间的合理切换，确保系统的稳定运行。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

官方资料整理测试：

多任务和单任务几乎没有差别。只用多创建一个或多个任务，其他地方和单任务时相同。

static void AppTaskCreate(void)
{
    xTaskCreate(vTaskLed1,           /* 任务函数名 */
                "Task Led1",         /* 任务名，字符串形式，方便调试 */
                 512,                /* 栈大小，单位为字，即4个字节 */
                 (void *)&task_led3,  // task_led1-task_led3可以切换   /* 任务形参 */
                 1,                  /* 优先级，数值越大，优先级越高 */
                 &xHandleTaskLED1);  /* 任务句柄 */
                             
    xTaskCreate(
                             vTaskBeep,
                             "Task Beep",
                             512,
                             NULL,
                             2,
                             &xHandleTaskBeep);
}

这里采用一个任务做LED灯闪烁，一个任务做蜂鸣器，可以看到两个任务展现出似乎同时运行的现象。

但是，其中有一个地方需要测试。

我们知道裸机中，优先级设置一样时，会看硬件编号，小的优先级高。

freertos中，优先级数值越大的，优先级越高，那么，要是设置成优先级相同，那是以什么方式运行的呢？这个等到下一章，讲串口调试时我们来验证。

/*2017.6.22*/在官方手册找到了说明。

任务优先级
xTaskCreate() API 函数的参数 uxPriority 为创建的任务赋予了一个初始优先级。这
个侁先级可以在调度器启动后调用 vTaskPrioritySet() API 函数进行修改。
应 用 程 序 在 文 件 FreeRTOSConfig.h 中 设 定 的 编 译 时 配 置 常 量
configMAX_PRIORITIES 的值，即是最多可具有的优先级数目。 FreeRTOS 本身并没
有限定这个常量的最大值，但这个值越大，则内核花销的内存空间就越多。所以总是建
议将此常量设为能够用到的最小值。
对于如何为任务指定优先级， FreeRTOS 并没有强加任何限制。任意数量的任务可
以共享同一个优先级——以保证最大设计弹性。当然，如果需要的话，你也可以为每个
任务指定唯一的优先级(就如同某些调度算法的要求一样)，但这不是强制要求的。
低优先级号表示任务的优先级低，优先级号 0 表示最低优先级。有效的优先级号范
围从 0 到(configMAX_PRIORITES – 1)。

调度器保证总是在所有可运行的任务中选择具有最高优先级的任务，并使其进入运
行态。如果被选中的优先级上具有不止一个任务，调度器会让这些任务轮流执行。这种
行为方式在之前的例子中可以明显看出来。两个测试任务被创建在同一个优先级上，并
且一直是可运行的。所以每个任务都执行一个”时间片”，任务在时间片起始时刻进入运
行态，在时间片结束时刻又退出运行态。  图 3 中 t1 与 t2 之间的时段就等于一个时间片。

 

要能够选择下一个运行的任务，调度器需要在每个时间片的结束时刻运行自己本
身。一个称为心跳(tick，有些地方被称为时钟滴答， 本文中一律称为时钟心跳)中断的
周期性中断用于此目的。时间片的长度通过心跳中断的频率进行设定，心跳中断频率由
FreeRTOSConfig.h 中的编译时配置常量 configTICK_RATE_HZ 进行配置。比如说，
如果 configTICK_RATE_HZ 设为 100(HZ)，则时间片长度为 10ms。可以将图 3 进行
扩展，将调度器本身的执行时间在整个执行流程中体现出来。请参见图 4。
需要说明的是， FreeRTOS API 函数调用中指定的时间总是以心跳中断为单位（通
常的提法为心跳”ticks”)。常量 portTICK_RATE_MS 用于将以心跳为单位的时间值转化
为以毫秒为单位的时间值。有效精度依赖于系统心跳频率。
心跳计数(tick count)值表示的是从调度器启动开始，心跳中断的总数，并假定心跳

计数器不会溢出。用户程序在指定延迟周期时不必考虑心跳计数溢出问题，因为时间连
贯性在内核中进行管理。

调度器总是在可运行的任务中，选择具有最高优级级的任务，并使其进入运行态。
到目前为止的示例程序中，两个任务都创建在相同的优先级上。所以这两个任务轮番进
入和退出运行态。本例将改变例 2 其中一个任务的优先级，看一下倒底会发生什么。现
在第一个任务创建在优先级 1 上，而另一个任务创建在优先级 2 上。创建这两个任务的
代码参见程序清单 10。这两个任务的实现函数没有任何改动，还是通过空循环产生延
迟来周期性打印输出字符串 。

调度器总是选择具有最高优先级的可运行任务来执行。任务 2 的优先级比任务 1
高，并且总是可运行，因此任务 2 是唯一一个一直处于运行态的任务。而任务 1 不可能
进入运行态，所以不可能输出字符串。这种情况我们称为任务 1 的执行时间被任务 2”
饿死(starved)”了。
任务 2 之所以总是可运行，是因为其不会等待任何事情——它要么在空循环里打
转，要么往终端打印字符串。

 

这里显示了为什么不加freertos的延时函数就无法发生轮转。

注意，在优先级设置相同的情况下，不使用事件驱动（例如freertos的延时函数，即阻塞），多任务也是可以轮转的，此时采用的时间轮转片切换任务。

 

/******END*****/

扩充“非运行态”
到目前为止所有用到的示例中，创建的每个任务都只顾不停地处理自己的事情而没
有其它任何事情需要等待——由于它们不需要等待所以总是能够进入运行态。这种”不
停处理”类型的任务限制了其有用性，因为它们只可能被创建在最低优先级上。如果它
们运行在其它任何优先级上，那么比它们优先级更低的任务将永远没有执行的机会。
为了使我们的任务切实有用，我们需要通过某种方式来进行事件驱动。一个事件驱
动任务只会在事件发生后触发后工作(处理)，而在事件没有发生时是不能进入运行态的。
调度器总是选择所有能够进入运行态的任务中具有最高优先级的任务。一个高优先级但
不能够运行的任务意味着不会被调度器选中，而代之以另一个优先级虽然更低但能够运
行的任务。因此，采用事件驱动任务的意义就在于任务可以被创建在许多不同的优先级
上，并且最高优先级任务不会把所有的低优先级任务饿死。

阻塞状态
如果一个任务正在等待某个事件，则称这个任务处于”阻塞态(blocked)”。阻塞态是
非运行态的一个子状态。
任务可以进入阻塞态以等待以下两种不同类型的事件：
1. 定时(时间相关)事件——这类事件可以是延迟到期或是绝对时间到点。比如
说某个任务可以进入阻塞态以延迟 10ms。
2. 同步事件——源于其它任务或中断的事件。比如说，某个任务可以进入阻塞
态以等待队列中有数据到来。同步事件囊括了所有板级范围内的事件类型。
FreeRTOS 的队列，二值信号量，计数信号量，互斥信号量(recursive semaphore,
递归信号量，本文一律称为互斥信号量， 因为其主要用于实现互斥访问)和互斥量都可
以用来实现同步事件。
任务可以在进入阻塞态以等待同步事件时指定一个等待超时时间，这样可以有效地
实现阻塞状态下同时等待两种类型的事件。比如说，某个任务可以等待队列中有数据到
来，但最多只等 10ms。如果 10ms 内有数据到来，或是 10ms 过去了还没有数据到来，
这两种情况下该任务都将退出阻塞态。
挂起状态
“挂起(suspended)”也是非运行状态的子状态。处于挂起状态的任务对调度器而言
是不可见的。让一个任务进入挂起状态的唯一办法就是调用 vTaskSuspend() API 函数；
而 把 一 个 挂 起 状 态 的 任 务 唤 醒 的 唯 一 途 径 就 是 调 用 vTaskResume() 或
vTaskResumeFromISR() API 函数。大多数应用程序中都不会用到挂起状态。
就绪状态
如果任务处于非运行状态，但既没有阻塞也没有挂起，则这个任务处于就绪(ready，
准备或就绪)状态。处于就绪态的任务能够被运行，但只是”准备(ready)”运行，而当前
尚未运行。

 

通过调用 vTaskDelay() API 函数来代替空循环，对这种”不良行为”
进行纠正。 vTaskDelay()的函数原型见程序清单 11，而新的任务实现见程序清单 12。

 

 

 有了这个函数之后，就可以在优先级不同的任务间切换了。

其中idle是空闲任务，因为首字母大写了，有点误导成小写l。

vTaskDelayUntil() API 函数
vTaskDelayUntil()类似于 vTaskDelay()。和范例中演示的一样，函数 vTaskDelay()
的参数用来指定任务在调用 vTaskDelay()到切出阻塞态整个过程包含多少个心跳周期。
任务保持在阻塞态的时间量由 vTaskDelay()的入口参数指定，但任务离开阻塞态的时刻
实际上是相对于 vTaskDelay()被调用那一刻的。 vTaskDelayUntil()的参数就是用来指定
任务离开阻塞态进入就绪态那一刻的精确心跳计数值。 API 函数 vTaskDelayUntil()可以
用于实现一个固定执行周期的需求(当你需要让你的任务以固定频率周期性执行的时
候)。由于调用此函数的任务解除阻塞的时间是绝对时刻，比起相对于调用时刻的相对
时间更精确(即比调用 vTaskDelay()可以实现更精确的周期性)。
void vTaskDelayUntil( portTickType * pxPreviousWakeTime, portTickType xTimeIncrement );
程序清单 13 vTaskDelayUntil() API 函数原型

 

 上个例子中的两个任务是周期性任务，但是使用 vTaskDelay()无法保证它们具有固定的
执行频率，因为这两个任务退出阻塞态的时刻相对于调用 vTaskDelay()的时刻。通过调
用 vTaskDelayUntil()代替 vTaskDelay()，把这两个任务进行转换，以解决这个潜在的问
题。

 

void vTaskFunction( void *pvParameters )
{
char *pcTaskName;
portTickType xLastWakeTime;
/* The string to print out is passed in via the parameter. Cast this to a
character pointer. */
pcTaskName = ( char * ) pvParameters;
/* 变量xLastWakeTime需要被初始化为当前心跳计数值。说明一下，这是该变量唯一一次被显式赋值。之后，
xLastWakeTime将在函数vTaskDelayUntil()中自动更新。 */
xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
/* As per most tasks, this task is implemented in an infinite loop. */
for( ;; )
{
/* Print out the name of this task. */
vPrintString( pcTaskName );
/* 本任务将精确的以250毫秒为周期执行。同vTaskDelay()函数一样，时间值是以心跳周期为单位的，
可以使用常量portTICK_RATE_MS将毫秒转换为心跳周期。变量xLastWakeTime会在
vTaskDelayUntil()中自动更新，因此不需要应用程序进行显示更新。 */
vTaskDelayUntil( &xLastWakeTime, ( 250 / portTICK_RATE_MS ) );
}
}
程序清单 14 使用 vTaskDelayUntil()实现示例任务

 

 

 

FreeRTOS——多任务调度
2301_79532069的博客
11-21 2027
Reset_Handler复位程序是系统上电后执行的第一个程序启动代码的主要功能：初始化堆栈指针SP初始化程序计数器指针PC设置堆、栈大小设置中断向量表的入口地址调用SystemInit()函数完成初始化设置C库的分支入口__main，最终指向用户所写的main函数。
freertos心跳中断_FreeRtos——多任务
weixin_39786850的博客
02-01 437
官方资料整理测试：多任务和单任务几乎没有差别。只用多创建一个或多个任务，其他地方和单任务时相同。static void AppTaskCreate(void){xTaskCreate(vTaskLed1,/*任务函数名*/"Task Led1", /*任务名，字符串形式，方便调试*/512, /*栈大小，单位为字，即4个字节*/(void *)&amp...
FreeRTOS系列|多任务调度
kunkliu的博客
05-24 884
1. 多任务启动流程 多任务启动流程如下表所示 启动后以下各函数由上至下依次执行含义osKernelStart()启动内核vTaskStartScheduler()启动任务调度器xPortStartScheduler()启动调度器prvStartFirstTask()启动第一个任务SVC调用SVC中断 2. 源码分析 启动任务调度器 void vTaskStartScheduler( void ){ BaseType_t xReturn; /* Add the idle task at the
第 88 天：FreeRTOS 任务调度器启动与主循环机制
努力分享一些人工智能、计算机视觉、影像等相关的知识干货！
07-13 801
本篇将深入剖析 FreeRTOS 的任务调度器启动流程及主循环运行机制。从 `vTaskStartScheduler()` 的内部逻辑出发，结合上下文切换、任务优先级调度策略、空闲任务行为与调度中断控制，全面解析 FreeRTOS 如何在 Cortex-M 等嵌入式平台上完成从单线程向多任务的切换。结合最新版本 FreeRTOS 2024 LTS，在 STM32F4 实际项目中提供调度启动点、栈切换路径、任务运行日志等工程级验证细节，帮助开发者更稳健地构建实时多任务系统。
使用 FreeRTOS 实现简单多任务调度（初识 RTOS）
hoony123的博客
07-10 1148
使用 FreeRTOS 实现简单多任务调度（初识 RTOS）
FreeRTOS多任务管理
Hongwei_1990的博客
09-04 4926
FreeRTOS多任务管理
FreeRTOS多任务系统
weixin_52849254的博客
06-03 2523
要注意的是多任务系统的多个任务可以“同时” 运行，是从宏观的角度而言的，对于单核的 CPU 而言， CPU 在同一时刻只能够处理一个任务，但是多任务系统的任务调度器会根据相关的任务调度算法，将 CPU 的使用权分配给任务，在任务获取 CPU 使用权之后的极短时间（宏观角度）后，任务调度器又会将 CPU 的使用权分配给其他任务，如此往复，在宏观的角度看来，就像是多个任务同时运行了一样。FreeRTOS会根据栈的大小，从FreeRTOS的系统堆中分配一块内存，作为任务的栈空间。
FreeRTOS——任务
qq_68719489的博客
05-14 1428
使用FreeRTOS时，我们可以创建多个任务(task)，有些文档把任务也称为线程(thread)。在FreeRTOS中，任务就是一个函数for(;;注意：（1）此函数通常以无限循环的形式存在，不能有返回值或者退出，但是任务可以进行自我删除（2）多个任务可以调用同一个函数。
FreeRTOS——任务通知
qq_68719489的博客
07-09 1157
1.当任务通知用作于信号量时，使用函数获取信号量：()2.当任务通知用作于事件标志组或队列时，使用此函数来获取：()
FreeRTOS多任务调度器基础
weixin_52668204的博客
08-29 393
Cortex-M4中SysTick调度器核心 Cortex-M4中的中断管理 Cortex-M4中影子栈指针 Cortex-M4中SVC和PendSV异常 1：Cortex-M4中SysTick调度器核心 -----systick每一次中断都会触发内核的调度----- -->内核从就绪列表中去寻找优先级最高的任务------ --->从内核态恢复到任务态(上下文切换（栈的操作）) 2：Cortex-M4中中断的管理 -----M4有256个中断（16个内核中断和240个外部中断）： 每.
FreeRTOS任务调度(抢占式、协作式、时间片轮转)
戚晨夕的博客
09-08 3825
FreeRTOS 是一个开源的实时操作系统，它支持多种调度策略，包括协作式（cooperative）和抢占式（preemptive）调度。可以看出，开启了抢占式和时间片轮转两种调度算法时，高优先级的任务一旦就绪，就能抢占低优先级的CPU执行权；如果有两个同优先级的任务都可以运行，则它们之间是时间片轮转方式调度。抢占式调度和时间片轮转两种任务的切换方式，可以说是FreeRTOS系统最核心的功能。
RTOS系统 -- FreeRTOS之任务调度
sz66cm 学习随笔
07-09 884
FreeRTOS是一种轻量级的实时操作系统，被广泛应用于嵌入式系统中。它提供了多任务管理功能，包括任务创建、任务调度和任务切换。FreeRTOS的调度器根据任务的优先级和状态自动调度任务，确保系统资源的有效利用和实时性。在M4处理器上，FreeRTOS能够实现任务间的自动调度。调度器采用基于优先级的抢占式调度算法，确保系统总是运行最高优先级且处于就绪状态的任务。如果有多个任务具有相同的优先级，调度器会采用时间片轮转的方法在这些任务之间切换。
Freertos 任务调度
m0_65731372的博客
02-10 2147
Freertos 任务调度
FreeRTOS任务调度
qq_63306931的博客
06-01 1933
虽然每个tick中断发生都会任务调度，时间片轮转时任务与任务之间都是以Tick为基本单位，但是任务不一定非要执行满一个Tick，比如调用vTaskDelay主动放弃，可以立即放弃然后另一个任务马上运行，而不需要非要等Tick。当配置为不抢占时，空闲任务是否礼让的宏已经不起作用，Idel即空闲任务必须礼让，同样的，不抢占的话，时间片轮转的宏也不起作用，时间片只支持不轮转。当然，如果高优先级想执行，而低优先级正在执行，如果不是抢占式，则只能等低优先级主动放弃，否则，即使等待的任务优先级更高，也无法执行。
FreeRTOS-实现任务调度器
热门推荐
k666499436的博客
10-04 1万+
本文正式开启对FreeRTOS内核的研究，首当其冲的就是就是任务调度器的实现，任务调度器作为FreeRTOS的核心，因为FreeRTOS的本质就是任务的轮流运行，为了循序渐进的学习，避免一口吃成一个大胖子，本文只实现两个任务的切换，先不管任务的优先级，本文的目的就是将任务切换的全过程分析的透透彻彻，在此之前要深入理解FreeRTOS链表操作，还有ARM架构的知识，我已经帮你们总结好了。《FreeRTOS-链表的源码解析》《FreeRTOS-ARM架构与程序的本质》《FreeRTOS-ARM架构深入理解》
22.5.2-多任务创建和调度 FreeRTOS 项目 FreeRTOS学习笔记 FreeRTOS移植 FreeRTOS开源项 目 FreeRTOS面试题汇总FreeRTOS项目实战F103
qq_46187594的博客
02-02 1155
这个是视频。第一篇优快云文章在这里75STM32智能小车V3-STM32入门教程-openmv与STM32循迹小车-stm32f103c8t6-电赛 嵌入式学习 PID控制算法 编码器电机 跟随。
freeRTOS 学习笔记-多任务系统原理
qq_30032639的博客
07-17 1040
多任务系统：多个任务函数并行执行。
【问题】使用STM32CubeMX开发FreeRTOS只能添加3个任务——单片机操作系统的堆栈内存问题
Ethan-Code's blog
11-30 5162
2. 堆栈溢出导致程序崩溃 2.1 遇见问题 在进行消息队列的实验中，由于之前测试按键扫描任务和跑马灯任务没有删除，直接在之前的prj上添加了向队列发送消息任务和从队列接收消息任务，在程序写完后，编译链接下载没有报错，但是在我使用新创建的队列发送和接收消息任务的时候程序只执行一次就卡死，找了很久没找到原因。 在进行将新添加的任务删除的尝试后，发现程序又可以正常进行多任务切换。只要加上新的任务就跑不通。为了避免程序崩溃是由于消息队列引起的嫌疑，我将消息队列任务移植到前面的3个任务中，并把多余的任务删除。实验现
【SmartOS】轻量级多任务调度系统
weixin_34138377的博客
09-25 293
SmartOS是一个完全由新生命团队设计的嵌入式操作系统，主要应用于智能家居、物联网、工业自动化控制等领域。 ARM Cortex-M系列微处理器几乎全都做成单核心，对于业务逻辑较复杂的物联网就显得难以使用，因此SmartOS设计了两个多任务调度系统： 1，多线程调度，重量级，逼近PC操作系统多线程用法。使用上需要特别小心，要合理分配每一个线程的栈空间...
freertos怎么实现多任务
最新发布
08-15
<think>首先，用户的问题是：“请问FreeRTOS 多任务实现方法”，意思是询问如何在FreeRTOS中实现多任务处理。我需要基于系统指令来构建回答。 系统级指令： - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识，例如：[^1]。 用户可见层： - 回答结构清晰，帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 参考站内引用： - 引用[1]: FreeRTOS多任务系统，讨论了单任务和多任务系统、任务状态、优先级、调度方式等。 - 引用[2]: FreeRTOS多任务管理，提到任务必须是死循环，使用vTaskDelay()进行延时。 - 引用[3]: FreeRTOS——多任务基础，解释任务堆栈的作用和堆栈大小确定。 - 引用[4]: 使用FreeRTOS实现简单多任务调度，介绍RTOS的基本概念。 用户的需求是了解FreeRTOS中多任务的实现方法，所以我需要组织一个结构清晰的回答，逐步解释实现步骤。 大纲回答结构： 1. **介绍多任务概念**：简要解释FreeRTOS中的多任务是什么。 2. **创建任务的关键步骤**： - 定义任务函数：任务必须是死循环，使用vTaskDelay()进行延时。 - 配置任务参数：如优先级、堆栈大小。 - 创建任务：使用xTaskCreate()或xTaskCreateStatic()函数。 - 启动调度器：调用vTaskStartScheduler()。 3. **关键概念解释**： - 任务状态（就绪、运行、阻塞、挂起）。 - 任务优先级。 - 调度方式（抢占式、时间片）。 - 任务控制块（TCB）和任务堆栈。 4. **示例代码**：提供一个简单的多任务创建示例。 5. **注意事项**：如堆栈大小确定、避免阻塞。 6. **生成相关问题**：在最后添加相关问题。 确保使用中文，并自然地融入引用。例如，当提到任务必须是死循环时，引用[2]。 对于数学表达式：由于主题是嵌入式系统，可能没有太多数学，但如果有，如优先级计算，确保使用$...$格式。例如，如果提到优先级值，但通常不需要复杂数学，所以可能不必要。 独立公式：如果有公式，如计算堆栈大小，使用$$...$$。但在这个上下文中，可能没有显式公式。 生成相关问题：在回答末尾添加3-5个相关问题，基于FreeRTOS多任务主题。 现在，构建回答： - **开头**：解释FreeRTOS多任务的基本概念。 - **主体**： - 步骤1：编写任务函数。 - 步骤2：定义任务参数。 - 步骤3：创建任务。 - 步骤4：启动调度器。 - 解释调度和状态。 - **示例**：提供代码示例。 - **结尾**：总结并添加相关问题。 引用应用： - 当提到任务状态时，引用[1]。 - 当提到任务延时使用vTaskDelay()时，引用[2]。 - 当提到任务堆栈时，引用[3]。 - 当提到调度器时，引用[4]。 确保回答真实可靠：基于FreeRTOS官方文档和常见实践。</think>### FreeRTOS 多任务实现方法 FreeRTOS 是一个轻量级的实时操作系统（RTOS），它通过高效的任务调度机制实现多任务处理。在 FreeRTOS 中，多任务允许多个函数（任务）并发执行，每个任务独立运行，共享 CPU 资源。这提高了系统的响应性和资源利用率。下面我将逐步解释实现多任务的关键步骤，确保回答结构清晰、真实可靠。实现过程主要涉及任务创建、调度和资源管理，我会结合 FreeRTOS 的核心概念进行说明。 #### 1. **理解多任务基本概念** - **任务（Task）**：每个任务是一个独立的执行单元，通常定义为无限循环函数。任务在创建时分配优先级、堆栈空间和控制块（TCB）。 - **任务状态**：任务在运行过程中可能处于就绪（Ready）、运行（Running）、阻塞（Blocked）或挂起（Suspended）状态。调度器根据状态决定任务执行顺序[^1]。 - **调度方式**：FreeRTOS 默认使用抢占式调度，高优先级任务可中断低优先级任务；也可配置时间片调度，实现公平轮转[^1]。 - **关键组件**： - **任务控制块（TCB）**：存储任务元数据，如优先级、堆栈指针和状态。 - **任务堆栈**：保存任务运行时局部变量和寄存器值，确保任务切换时能恢复现场[^3]。 #### 2. **实现多任务的关键步骤** 以下是创建和运行多任务的典型流程，基于 FreeRTOS API。 ##### 步骤 1: 编写任务函数 - 每个任务必须定义为 `void` 函数，并包含一个无限循环（死循环）。在循环中，使用 FreeRTOS 提供的延时函数（如 `vTaskDelay()`）让任务进入阻塞状态，释放 CPU 给其他任务。 - 示例任务函数： ```c void task1_function(void *pvParameters) { while (1) { // 任务逻辑代码（例如：读取传感器数据） vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 延时 100ms，进入阻塞状态[^2] } } void task2_function(void *pvParameters) { while (1) { // 任务逻辑代码（例如：控制 LED） vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50)); // 延时 50ms } } ``` - **注意**：任务中必须使用 `vTaskDelay()` 而非忙等待（如 `HAL_Delay()`），否则会阻塞整个系统[^2]。 ##### 步骤 2: 配置任务参数 - 在创建任务前，定义任务的参数： - **堆栈大小（Stack Size）**：根据任务复杂度确定。例如，简单任务可能需 128-512 字节，复杂任务（如涉及浮点运算）需更大堆栈。堆栈不足会导致崩溃，可通过调试工具估算[^3]。 - **优先级（Priority）**：数值越高，优先级越高。FreeRTOS 优先级范围为 0（最低）到 `configMAX_PRIORITIES - 1`（最高）。例如，优先级 2 的任务可抢占优先级 1 的任务[^1]。 - **任务句柄（Task Handle）**：用于后续管理任务（如删除或挂起）。 - 示例参数定义： ```c #define TASK1_STACK_SIZE 128 // 堆栈大小（单位：字） #define TASK1_PRIORITY 2 // 优先级 TaskHandle_t task1_handle; // 任务句柄 ``` ##### 步骤 3: 创建任务 - 使用 `xTaskCreate()` 函数创建任务。该函数分配 TCB 和堆栈，并将任务添加到就绪列表。 - 函数原型： ```c BaseType_t xTaskCreate( TaskFunction_t pvTaskCode, // 任务函数指针 const char *const pcName, // 任务名称（调试用） configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth, // 堆栈大小 void *const pvParameters, // 传递给任务的参数 UBaseType_t uxPriority, // 优先级 TaskHandle_t *const pxCreatedTask // 任务句柄指针 ); ``` - 示例创建任务： ```c void app_main() { // 创建任务1 xTaskCreate(task1_function, "Task1", TASK1_STACK_SIZE, NULL, TASK1_PRIORITY, &task1_handle); // 创建任务2 xTaskCreate(task2_function, "Task2", 128, NULL, 1, NULL); // 省略句柄 } ``` - **注意**：如果使用静态内存分配，可用 `xTaskCreateStatic()` 替代，避免动态内存分配[^3]。 ##### 步骤 4: 启动调度器 - 调用 `vTaskStartScheduler()` 启动 FreeRTOS 调度器。调度器开始轮询就绪任务，并根据优先级执行。 - 示例： ```c int main() { app_main(); // 调用任务创建函数 vTaskStartScheduler(); // 启动调度器，系统进入多任务模式 while (1); // 调度器启动后，此代码不会执行 } ``` - 启动后，调度器自动处理任务切换。例如，当 `task1` 调用 `vTaskDelay()` 时，它进入阻塞状态，调度器切换到 `task2`[^4]。 #### 3. **关键注意事项** - **堆栈管理**：堆栈大小需仔细设置。过小会导致堆栈溢出（可用 FreeRTOS 的堆栈检查功能调试）；过大浪费内存。经验公式：基础大小 + 函数调用深度 × 局部变量大小[^3]。 - **避免阻塞**：任务中禁止使用无限循环或阻塞式函数（如某些 HAL 库函数），否则会破坏多任务调度。始终使用 `vTaskDelay()` 或信号量等同步机制。 - **优先级反转**：高优先级任务等待低优先级任务时，可能发生优先级反转。可通过互斥锁（mutex）或优先级继承机制解决。 - **任务通信**：多任务间常用队列（Queue）、信号量（Semaphore）或事件组（Event Group）进行数据交换和同步。 - **资源占用**：FreeRTOS 本身占用少量 ROM/RAM，但多任务会增加开销。建议在资源受限的 MCU 上优化堆栈和任务数量。 #### 4. **简单示例代码** 以下是一个完整的 FreeRTOS 多任务实现示例，适用于 STM32 等平台： ```c #include "FreeRTOS.h" #include "task.h" // 任务函数定义 void led_task(void *pvParameters) { while (1) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5); // 翻转 LED vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500)); // 延时 500ms[^2] } } void serial_task(void *pvParameters) { while (1) { printf("Serial task running...\n"); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 延时 1000ms } } int main() { // 硬件初始化（例如：HAL_Init()） // 创建任务 xTaskCreate(led_task, "LED_Task", 128, NULL, 2, NULL); xTaskCreate(serial_task, "Serial_Task", 256, NULL, 1, NULL); // 启动调度器 vTaskStartScheduler(); // 如果调度器启动失败，执行此处 while (1); } ``` - **说明**：此示例创建两个任务：`led_task`（优先级 2）控制 LED，`serial_task`（优先级 1）输出串口信息。调度器确保高优先级任务优先运行。 #### 总结 在 FreeRTOS 中实现多任务的核心是：定义死循环任务函数、使用 `xTaskCreate()` 创建任务、并通过 `vTaskStartScheduler()` 启动调度器。FreeRTOS 的抢占式调度机制能高效处理任务切换，但需注意堆栈大小和优先级设置以避免问题。通过合理设计，多任务可提升实时系统的性能和可靠性[^4]。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值