1.硬件初始化

本章創(chuàng)建的任務(wù)需要用到開發(fā)板上的 LED，所以先要將 LED 相關(guān)的函數(shù)初始化好， 為了方便以后統(tǒng)一管理板級外設(shè)的初始化，我們在 main.c 文件中創(chuàng)建一個 BSP_Init()函數(shù)， 專門用于存放板級外設(shè)初始化函數(shù)，

/************************************************************************ @ 函數(shù)名 ： BSP_Init* @ 功能說明： 板級外設(shè)初始化，所有板子上的初始化均可放在這個函數(shù)里面* @ 參數(shù) ： * @ 返回值 ： 無*********************************************************************/ static void BSP_Init(void) {/** STM32中斷優(yōu)先級分組為4，即4bit都用來表示搶占優(yōu)先級，范圍為：0~15* 優(yōu)先級分組只需要分組一次即可，以后如果有其他的任務(wù)需要用到中斷，* 都統(tǒng)一用這個優(yōu)先級分組，千萬不要再分組，切忌。*/NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );/* LED 初始化 */LED_GPIO_Config();/* 串口初始化 */USART_Config();}

? ? ?執(zhí)行到 BSP_Init()函數(shù)的時候，操作系統(tǒng)完全都還沒有涉及到，即 BSP_Init()函數(shù)所做 的工作跟我們以前編寫的裸機工程里面的硬件初始化工作是一模一樣的。運行完 BSP_Init () 函數(shù)，接下來才慢慢啟動操作系統(tǒng)，最后運行創(chuàng)建好的任務(wù)。有時候任務(wù)創(chuàng)建好，整個系 統(tǒng)跑起來了，可想要的實驗現(xiàn)象就是出不來，比如 LED 不會亮，串口沒有輸出，LCD 沒 有顯示等等。如果是初學者，這個時候就會心急如焚，四處求救，那怎么辦？這個時候如 何排除是硬件的問題還是系統(tǒng)的問題，這里面有個小小的技巧，即在硬件初始化好之后， 順便測試下硬件，測試方法跟裸機編程一樣，

/************************************************************************ @ 函數(shù)名 ： BSP_Init* @ 功能說明： 板級外設(shè)初始化，所有板子上的初始化均可放在這個函數(shù)里面* @ 參數(shù) ： * @ 返回值 ： 無*********************************************************************/ static void BSP_Init(void) {/** STM32中斷優(yōu)先級分組為4，即4bit都用來表示搶占優(yōu)先級，范圍為：0~15* 優(yōu)先級分組只需要分組一次即可，以后如果有其他的任務(wù)需要用到中斷，* 都統(tǒng)一用這個優(yōu)先級分組，千萬不要再分組，切忌。*/NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );/* LED 初始化 */LED_GPIO_Config();/* 測試硬件是否正常工作 */ LED1_ON;/* 讓程序停在這里，不再繼續(xù)往下執(zhí)行 */while(1);/* 串口初始化 */USART_Config();}

2.創(chuàng)建單任務(wù)—SRAM靜態(tài)內(nèi)存

這里，我們創(chuàng)建一個單任務(wù)，任務(wù)使用的棧和任務(wù)控制塊都使用靜態(tài)內(nèi)存，即預先定 義好的全局變量，這些預先定義好的全局變量都存在內(nèi)部的 SRAM 中。

2.1定義任務(wù)函數(shù)

任務(wù)實際上就是一個無限循環(huán)且不帶返回值的 C 函數(shù)。目前，我們創(chuàng)建一個這樣的任 務(wù)，讓開發(fā)板上面的 LED 燈以 500ms 的頻率閃爍，

/*********************************************************************** @ 函數(shù)名 ： LED_Task* @ 功能說明： LED_Task任務(wù)主體* @ 參數(shù) ： * @ 返回值 ： 無********************************************************************/ static void LED_Task(void* parameter) { while (1){LED1_ON;vTaskDelay(500); /* 延時500個tick */printf("LED_Task Running,LED1_ON\r\n");LED1_OFF; vTaskDelay(500); /* 延時500個tick */ printf("LED_Task Running,LED1_OFF\r\n");} }

2.2空閑任務(wù)與定時器任務(wù)堆棧函數(shù)實現(xiàn)

當我們使用了靜態(tài)創(chuàng)建任務(wù)的時候，configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 這個宏 定 義 必 須為 1 （在 FreeRTOSConfig.h 文 件 中 ） ， 并且 我 們需 要 實 現(xiàn)兩 個 函數(shù) ： vApplicationGetIdleTaskMemory()與 vApplicationGetTimerTaskMemory()，這兩個函數(shù)是用 戶設(shè)定的空閑（Idle）任務(wù)與定時器（Timer）任務(wù)的堆棧大小，必須由用戶自己分配，而 不能是動態(tài)分配，

/* 空閑任務(wù)任務(wù)堆棧 */ static StackType_t Idle_Task_Stack[configMINIMAL_STACK_SIZE]; /* 定時器任務(wù)堆棧 */ static StackType_t Timer_Task_Stack[configTIMER_TASK_STACK_DEPTH];/* 空閑任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t Idle_Task_TCB; /* 定時器任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t Timer_Task_TCB;/************************************************************************* @brief 獲取空閑任務(wù)的任務(wù)堆棧和任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskTCBBuffer : 任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskStackBuffer : 任務(wù)堆棧內(nèi)存* pulTimerTaskStackSize : 任務(wù)堆棧大小* @date 2018-xx-xx***********************************************************************/ void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize) {*ppxIdleTaskTCBBuffer=&Idle_Task_TCB;/* 任務(wù)控制塊內(nèi)存 */*ppxIdleTaskStackBuffer=Idle_Task_Stack;/* 任務(wù)堆棧內(nèi)存 */*pulIdleTaskStackSize=configMINIMAL_STACK_SIZE;/* 任務(wù)堆棧大小 */ }/************************************************************************ @brief 獲取定時器任務(wù)的任務(wù)堆棧和任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskTCBBuffer : 任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskStackBuffer : 任務(wù)堆棧內(nèi)存* pulTimerTaskStackSize : 任務(wù)堆棧大小***********************************************************************/ void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize) {*ppxTimerTaskTCBBuffer=&Timer_Task_TCB;/* 任務(wù)控制塊內(nèi)存 */*ppxTimerTaskStackBuffer=Timer_Task_Stack;/* 任務(wù)堆棧內(nèi)存 */*pulTimerTaskStackSize=configTIMER_TASK_STACK_DEPTH;/* 任務(wù)堆棧大小 */ }

2.3 定義任務(wù)棧

目前我們只創(chuàng)建了一個任務(wù)，當任務(wù)進入延時的時候，因為沒有另外就緒的用戶任務(wù)， 那么系統(tǒng)就會進入空閑任務(wù)，空閑任務(wù)是 FreeRTOS 系統(tǒng)自己啟動的一個任務(wù)，優(yōu)先級最 低。當整個系統(tǒng)都沒有就緒任務(wù)的時候，系統(tǒng)必須保證有一個任務(wù)在運行，空閑任務(wù)就是 為這個設(shè)計的。當用戶任務(wù)延時到期，又會從空閑任務(wù)切換回用戶任務(wù)。 在 FreeRTOS 系統(tǒng)中，每一個任務(wù)都是獨立的，他們的運行環(huán)境都單獨的保存在他們 的棧空間當中。那么在定義好任務(wù)函數(shù)之后，我們還要為任務(wù)定義一個棧，目前我們使用 的是靜態(tài)內(nèi)存，所以任務(wù)棧是一個獨立的全局變量，具體見代碼清單 14-5。任務(wù)的棧占用 的是 MCU 內(nèi)部的 RAM，當任務(wù)越多的時候，需要使用的棧空間就越大，即需要使用的 RAM 空間就越多。一個 MCU 能夠支持多少任務(wù)，就得看你的 RAM 空間有多少。

/* AppTaskCreate任務(wù)任務(wù)堆棧 */ static StackType_t AppTaskCreate_Stack[128]; /* LED任務(wù)堆棧 */ static StackType_t LED_Task_Stack[128];

2.4定義任務(wù)控制塊

定義好任務(wù)函數(shù)和任務(wù)棧之后，我們還需要為任務(wù)定義一個任務(wù)控制塊，通常我們稱 這個任務(wù)控制塊為任務(wù)的身份證。在 C代碼上，任務(wù)控制塊就是一個結(jié)構(gòu)體，里面有非常 多的成員，這些成員共同描述了任務(wù)的全部信息，

/* AppTaskCreate 任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t AppTaskCreate_TCB; /* AppTaskCreate 任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t LED_Task_TCB;

2.5 靜態(tài)創(chuàng)建任務(wù)

一個任務(wù)的三要素是任務(wù)主體函數(shù)，任務(wù)棧，任務(wù)控制塊，那么怎么樣把這三個要素 聯(lián)合在一起？FreeRTOS 里面有一個叫靜態(tài)任務(wù)創(chuàng)建函數(shù) xTaskCreateStatic()，它就是干這 個活的。它將任務(wù)主體函數(shù)，任務(wù)棧（靜態(tài)的）和任務(wù)控制塊（靜態(tài)的）這三者聯(lián)系在一 起，讓任務(wù)可以隨時被系統(tǒng)啟動，

/* 創(chuàng)建 AppTaskCreate 任務(wù) */AppTaskCreate_Handle = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t )AppTaskCreate, //任務(wù)函數(shù)(const char* )"AppTaskCreate", //任務(wù)名稱(uint32_t )128, //任務(wù)堆棧大小(void* )NULL, //傳遞給任務(wù)函數(shù)的參數(shù)(UBaseType_t )3, //任務(wù)優(yōu)先級(StackType_t* )AppTaskCreate_Stack, //任務(wù)堆棧(StaticTask_t* )&AppTaskCreate_TCB); //任務(wù)控制塊 if(NULL != AppTaskCreate_Handle)/* 創(chuàng)建成功 */vTaskStartScheduler(); /* 啟動任務(wù)，開啟調(diào)度 */

2.6 啟動任務(wù)

當任務(wù)創(chuàng)建好后，是處于任務(wù)就緒（Ready），在就緒態(tài)的任務(wù)可以參與操作系統(tǒng)的調(diào)度。 但是此時任務(wù)僅僅是創(chuàng)建了，還未開啟任務(wù)調(diào)度器，也沒創(chuàng)建空閑任務(wù)與定時器任務(wù)（如果使 能了 configUSE_TIMERS 這個宏定義），那這兩個任務(wù)就是在啟動任務(wù)調(diào)度器中實現(xiàn)，每個操 作系統(tǒng)，任務(wù)調(diào)度器只啟動一次，之后就不會再次執(zhí)行了，FreeRTOS 中啟動任務(wù)調(diào)度器的函 數(shù)是 vTaskStartScheduler()，并且啟動任務(wù)調(diào)度器的時候就不會返回，從此任務(wù)管理都由 FreeRTOS管理，此時才是真正進入實時操作系統(tǒng)中的第一步，

? vTaskStartScheduler(); ? /* 啟動任務(wù)，開啟調(diào)度 */

2.7 main.c文件內(nèi)容全貌

現(xiàn)在我們把任務(wù)主體，任務(wù)棧，任務(wù)控制塊這三部分代碼統(tǒng)一放到 main.c 中，我們在 main.c 文件中創(chuàng)建一個 AppTaskCreate 任務(wù)，這個任務(wù)是用于創(chuàng)建用戶任務(wù)，為了方便管 理，我們的所有的任務(wù)創(chuàng)建都統(tǒng)一放在這個函數(shù)中，在這個函數(shù)中創(chuàng)建成功的任務(wù)就可以 直接參與任務(wù)調(diào)度了，

/* FreeRTOS頭文件 */ #include "FreeRTOS.h" #include "task.h" /* 開發(fā)板硬件bsp頭文件 */ #include "bsp_led.h" #include "bsp_usart.h" static void AppTaskCreate(void);/* 用于創(chuàng)建任務(wù) */static void LED_Task(void* pvParameters);/* LED_Task任務(wù)實現(xiàn) */static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板載相關(guān)資源 */ /**************************** 任務(wù)句柄 ********************************/ /* * 任務(wù)句柄是一個指針，用于指向一個任務(wù)，當任務(wù)創(chuàng)建好之后，它就具有了一個任務(wù)句柄* 以后我們要想操作這個任務(wù)都需要通過這個任務(wù)句柄，如果是自身的任務(wù)操作自己，那么* 這個句柄可以為NULL。*//* 創(chuàng)建任務(wù)句柄 */ static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle; /* LED任務(wù)句柄 */ static TaskHandle_t LED_Task_Handle; /********************************** 內(nèi)核對象句柄 *********************************/ /** 信號量，消息隊列，事件標志組，軟件定時器這些都屬于內(nèi)核的對象，要想使用這些內(nèi)核* 對象，必須先創(chuàng)建，創(chuàng)建成功之后會返回一個相應(yīng)的句柄。實際上就是一個指針，后續(xù)我* 們就可以通過這個句柄操作這些內(nèi)核對象。** 內(nèi)核對象說白了就是一種全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)我們可以實現(xiàn)任務(wù)間的通信，* 任務(wù)間的事件同步等各種功能。至于這些功能的實現(xiàn)我們是通過調(diào)用這些內(nèi)核對象的函數(shù)* 來完成的* *//******************************* 全局變量聲明 ************************************/ /** 當我們在寫應(yīng)用程序的時候，可能需要用到一些全局變量。*/ /* AppTaskCreate任務(wù)任務(wù)堆棧 */ static StackType_t AppTaskCreate_Stack[128]; /* LED任務(wù)堆棧 */ static StackType_t LED_Task_Stack[128];/* AppTaskCreate 任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t AppTaskCreate_TCB; /* AppTaskCreate 任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t LED_Task_TCB;/* 空閑任務(wù)任務(wù)堆棧 */ static StackType_t Idle_Task_Stack[configMINIMAL_STACK_SIZE]; /* 定時器任務(wù)堆棧 */ static StackType_t Timer_Task_Stack[configTIMER_TASK_STACK_DEPTH];/* 空閑任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t Idle_Task_TCB; /* 定時器任務(wù)控制塊 */ static StaticTask_t Timer_Task_TCB;/*** 使用了靜態(tài)分配內(nèi)存，以下這兩個函數(shù)是由用戶實現(xiàn)，函數(shù)在task.c文件中有引用* 當且僅當 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 這個宏定義為 1 的時候才有效*/ void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize);void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize);/****************************************************************** @brief 主函數(shù)* @param 無* @retval 無* @note 第一步：開發(fā)板硬件初始化 第二步：創(chuàng)建APP應(yīng)用任務(wù)第三步：啟動FreeRTOS，開始多任務(wù)調(diào)度****************************************************************/ int main(void) { /* 開發(fā)板硬件初始化 */BSP_Init();printf("這是一個[野火]-STM32全系列開發(fā)板-FreeRTOS-靜態(tài)創(chuàng)建單任務(wù)!\r\n");/* 創(chuàng)建 AppTaskCreate 任務(wù) */AppTaskCreate_Handle = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t )AppTaskCreate, //任務(wù)函數(shù)(const char* )"AppTaskCreate", //任務(wù)名稱(uint32_t )128, //任務(wù)堆棧大小(void* )NULL, //傳遞給任務(wù)函數(shù)的參數(shù)(UBaseType_t )3, //任務(wù)優(yōu)先級(StackType_t* )AppTaskCreate_Stack, //任務(wù)堆棧(StaticTask_t* )&AppTaskCreate_TCB); //任務(wù)控制塊 if(NULL != AppTaskCreate_Handle)/* 創(chuàng)建成功 */vTaskStartScheduler(); /* 啟動任務(wù)，開啟調(diào)度 */while(1); /* 正常不會執(zhí)行到這里 */ }/************************************************************************ @ 函數(shù)名 ： AppTaskCreate* @ 功能說明： 為了方便管理，所有的任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)都放在這個函數(shù)里面* @ 參數(shù) ： 無 * @ 返回值 ： 無**********************************************************************/ static void AppTaskCreate(void) {taskENTER_CRITICAL(); //進入臨界區(qū)/* 創(chuàng)建LED_Task任務(wù) */LED_Task_Handle = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t )LED_Task, //任務(wù)函數(shù)(const char* )"LED_Task", //任務(wù)名稱(uint32_t )128, //任務(wù)堆棧大小(void* )NULL, //傳遞給任務(wù)函數(shù)的參數(shù)(UBaseType_t )4, //任務(wù)優(yōu)先級(StackType_t* )LED_Task_Stack, //任務(wù)堆棧(StaticTask_t* )&LED_Task_TCB); //任務(wù)控制塊 if(NULL != LED_Task_Handle)/* 創(chuàng)建成功 */printf("LED_Task任務(wù)創(chuàng)建成功!\n");elseprintf("LED_Task任務(wù)創(chuàng)建失敗!\n");vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //刪除AppTaskCreate任務(wù)taskEXIT_CRITICAL(); //退出臨界區(qū) }/*********************************************************************** @ 函數(shù)名 ： LED_Task* @ 功能說明： LED_Task任務(wù)主體* @ 參數(shù) ： * @ 返回值 ： 無********************************************************************/ static void LED_Task(void* parameter) { while (1){LED1_ON;vTaskDelay(500); /* 延時500個tick */printf("LED_Task Running,LED1_ON\r\n");LED1_OFF; vTaskDelay(500); /* 延時500個tick */ printf("LED_Task Running,LED1_OFF\r\n");} }/************************************************************************ @ 函數(shù)名 ： BSP_Init* @ 功能說明： 板級外設(shè)初始化，所有板子上的初始化均可放在這個函數(shù)里面* @ 參數(shù) ： * @ 返回值 ： 無*********************************************************************/ static void BSP_Init(void) {/** STM32中斷優(yōu)先級分組為4，即4bit都用來表示搶占優(yōu)先級，范圍為：0~15* 優(yōu)先級分組只需要分組一次即可，以后如果有其他的任務(wù)需要用到中斷，* 都統(tǒng)一用這個優(yōu)先級分組，千萬不要再分組，切忌。*/NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );/* LED 初始化 */LED_GPIO_Config();/* 測試硬件是否正常工作 */ LED1_ON;/* 讓程序停在這里，不再繼續(xù)往下執(zhí)行 */while(1);/* 串口初始化 */USART_Config();}/************************************************************************* @brief 獲取空閑任務(wù)的任務(wù)堆棧和任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskTCBBuffer : 任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskStackBuffer : 任務(wù)堆棧內(nèi)存* pulTimerTaskStackSize : 任務(wù)堆棧大小* @date 2018-xx-xx***********************************************************************/ void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize) {*ppxIdleTaskTCBBuffer=&Idle_Task_TCB;/* 任務(wù)控制塊內(nèi)存 */*ppxIdleTaskStackBuffer=Idle_Task_Stack;/* 任務(wù)堆棧內(nèi)存 */*pulIdleTaskStackSize=configMINIMAL_STACK_SIZE;/* 任務(wù)堆棧大小 */ }/************************************************************************ @brief 獲取定時器任務(wù)的任務(wù)堆棧和任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskTCBBuffer : 任務(wù)控制塊內(nèi)存* ppxTimerTaskStackBuffer : 任務(wù)堆棧內(nèi)存* pulTimerTaskStackSize : 任務(wù)堆棧大小***********************************************************************/ void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize) {*ppxTimerTaskTCBBuffer=&Timer_Task_TCB;/* 任務(wù)控制塊內(nèi)存 */*ppxTimerTaskStackBuffer=Timer_Task_Stack;/* 任務(wù)堆棧內(nèi)存 */*pulTimerTaskStackSize=configTIMER_TASK_STACK_DEPTH;/* 任務(wù)堆棧大小 */ }/********************************END OF FILE****************************/

注意：在使用靜態(tài)創(chuàng)建任務(wù)的時候必須要將 FreeRTOSConfig.h 中 的 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 宏配置為 1。

下載后，可以看到板子上面的 LED 燈已經(jīng)在 閃爍，說明我們創(chuàng)建的單任務(wù)（使用靜態(tài)內(nèi)存）已經(jīng)跑起來了。

本篇內(nèi)容摘自野火《FreeRTOS內(nèi)核實現(xiàn)與應(yīng)用開發(fā)》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的FreeRTOS基础教程第一章创建任务的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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