【复习笔记】FreeRTOS(三)任务挂起和恢复

本文是FreeRTOS复习笔记的第三节，任务挂起和恢复，使用的开发板是stm32f407VET6，创建两个任务，task1负责闪烁LED，task2负责按键控制，当按键按下时控制任务挂起，按键再次按下恢复任务，并通过串口打印任务状态。

上一篇文章： 【复习笔记】FreeRTOS(二)创建和删除任务

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一、实验目的

首先回顾一下FreeRTOS的四个任务状态：就绪态、运行态、挂起态和阻塞态。他们之间的关系如下：

图1 任务状态之间的转换

• 就绪态：该任务在就绪列表中，就绪的任务已经具备执行的能力，只等待调度器进行调度，新创建的任务会初始化为就绪态。
• 运行态：该状态表明任务正在执行，此时它占用处理器，FreeRTOS 调度器选择运行的永远是处于最高优先级的就绪态任务，当任务被运行的一刻，它的任务状态就变成了运行态。
• 阻塞态：如果任务当前正在等待某个时序或外部中断，我们就说这个任务处于阻塞状态，该任务不在就绪列表中。包含任务被挂起、任务被延时、任务正在等待信号量、读写队列或者等待读写事件等。
• 挂起态：处于挂起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()函数；而把 一 个挂起状态的任务恢复的唯一途径就是调用vTaskResume() 或 vTaskResumeFromISR()函数。我们可以这么理解挂起态与阻塞态的区别，当任务有较长的时间不允许运行的时候，我们可以挂起任务，这样子调度器就不会管这个任务的任何信息，直到我们调用恢复任务的 API 函数；而任务处于阻塞态的时候，系统还需要判断阻塞态的任务是否超时，是否可以解除阻塞。

本篇内容复习的是FreeRTOS中的任务恢复与挂起。
有时候我们需要将暂停某个任务的运行，过一段时间以后在重新运行，如果使用任务删除和重建的方法，那么任务中变量保存的值肯定丢了.FreeRTOS给我们提供了解决这种问题的方法，那就是任务的恢复与挂起，当莫个任务要停止运行一段时间的话就将这个任务挂起，当要重新运行这个任务的话就恢复这个任务的运行。FreeRTOS的主要用到3个API函数：

函数	作用
vTaskSuspend()	挂起一个任务，进入挂起态的任务永远都不会进入运行态
vTaskResume()	恢复一个任务，恢复运行被挂起的任务
xTaskResumeFromISR()	中断服务函数中恢复一个任务

1.任务挂起函数：

vTaskSuspend()

此函数用于将某个任务设置为挂起态，进入挂起态的任务永远都不会进入运行态。退出挂起态的唯一方法就是调用任务恢复函数vTaskResume()xTaskResumeFromISR()。

2.任务恢复函数：

vTaskResume()

将一个任务从挂起态恢复到就绪态，只有通过函数 vTaskSuspend()设置为挂起态的任务才可以使用 vTaskRexume()恢复。

3.中断服务函数中使用的任务恢复函数：

BaseType_t xTaskResumeFromISR()

此函数是 vTaskResume()的中断版本，用于在中断服务函数中恢复一个任务
返回值：
pdTrue:恢复运行的任务的任务优先级等于或者高于正在运行的任务(被中断打断的任务)，在退出中断服务函数以后必须进行一次上下文切换。
pdFALSE: 恢复运行的任务的任务优先级低于当前正在运行的任务(被中断打断的任务)，在退出中断服务函数的以后不需要进行上下文切换。

本次实验就是使用一个按键控制任务的挂起和恢复。

二、测试例程

主函数 main.c代码如下：

/**
  * @file    main.c
  * @author  HuiTanglang
  * @version V1.0
  * @date    2023.05
  * @brief   This file provides firmware functions to manage the following 
  *          functionalities of HuiTanglang;
 */
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
#include "key.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

#define START_TASK_PRIO		1 //任务优先级	
#define START_STK_SIZE 		128  //任务堆栈大小
TaskHandle_t StartTask_Handler; //任务句柄
void start_task(void *pvParameters); //任务函数

#define TASK1_TASK_PRIO		2 //任务优先级
#define TASK1_STK_SIZE 		128  //任务堆栈大小	
TaskHandle_t TASK1Task_Handler; //任务句柄
void task1_task(void *p_arg); //任务函数

#define TASK2_TASK_PRIO		3 //任务优先级
#define TASK2_STK_SIZE 		128  //任务堆栈大小	
TaskHandle_t TASK2Task_Handler; //任务句柄
void task2_task(void *p_arg); //任务函数

int main(void)
{ 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
	delay_init(168);		//初始化延时函数
	uart_init(115200);     	//初始化串口
//	EXTIX_Init();
	LED_Init();		        //初始化LED端口
	KEY_Init();
	//创建开始任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄              
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}
 

/**
  * @brief  开始任务任务函数
  * @param  None
  * @retval None  
  */
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区

    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1_task,     
                (const char*    )"task1_task",   
                (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK1_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&TASK1Task_Handler);  

	xTaskCreate((TaskFunction_t )task2_task,     
                (const char*    )"task2_task",   
                (uint16_t       )TASK2_STK_SIZE, 
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK2_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&TASK2Task_Handler);  
				
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}


/**
  * @brief  显示任务1运行,而且LED 0.5s闪烁
  * @param  None
  * @retval None  
  */
void task1_task(void *pvParameters)
{

	u8 task_num=0;
	while(1)
	{
		task_num++;
		LED0=~LED0;
		printf("任务1运行次数%d\r\n",task_num);
        vTaskDelay(1000);
    }
	
}
	

/**
  * @brief  按键按下就删除任务1的执行程序，按一下挂起，再按一下恢复
  * @param  None
  * @retval None  
  */
void task2_task(void *pvParameters)
{

	u8 key1;
	u8 key_num=0;

	while(1)
	{
		   key1=KEY_Scan(0);
		if(key1==WKUP_PRES)
		{
			key_num++;

		}
		
		if(key_num%2==0 && key_num!=0)
		{  
	       vTaskResume(TASK1Task_Handler);	//恢复任务1

	       printf("恢复任务1的运行!\r\n");
		}
		if(key_num%2==1)
		{  
	        vTaskSuspend(TASK1Task_Handler);//挂起任务1

	       printf("挂起任务1的运行!\r\n");
		}

		vTaskDelay(1000);    
    }
}

按键驱动函数，key.c

#include "key.h"
#include "delay.h" 

/**
  * @brief  按键初始化函数，设置PA0为按键接口，按下就通过电阻接3.3上拉
  * @param  None
  * @retval None  
  */
void KEY_Init(void)
{
	
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA,时钟 

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//WK_UP对应引脚PA0--K1按键
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN ;//下拉
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA0
 
} 

/**
  * @brief  按键处理函数，返回按键值
  * @param  mode:0,不支持连续按;1,支持连续按;
  * @retval 0，没有任何按键按下
  * @retval 1，WKUP按下 --对应K1按键
  */
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{	 
	static u8 key_up=1;//按键按松开标志
	if(mode)key_up=1;  //支持连按		  
	if(key_up&&(WK_UP==1))
	{
		delay_ms(10);//去抖动 
		key_up=0;
		if(WK_UP==1) return WKUP_PRES;
	}
	else if(WK_UP==0)key_up=1; 	    
 	return 0;// 无按键按下
}

三、实验效果

本实验使用的开发板是stm32f407VET6最小系统板。
实验效果如下：

可以看到led在闪烁，接上串口，通过串口工具可以看到打印的任务1运行次数，每过1秒次数加1。当第一次按下按键时，LED停止闪烁，串口显示挂起任务1状态。当再次按下按键时，LED恢复闪烁，通过串口可以看到打印的任务1运行次数，运行次数是从挂起之前的次数开始计数，起到了一个恢复计数的功能。

本节主要是通过一个小实验，学习和掌握FreeRTOS任务挂起和恢复相关API函数使用。
完整程序放在gitee上：程序下载地址