FreeRTOS学习笔记7（定时器）

1、软件定时器的基本知识

        首先介绍一下软件定时任务创建函数，代码如下所示所示的函数：

 TimerHandle_t xTimerCreateStatic(        const char * const pcTimerName, 
                                          const TickType_t xTimerPeriodInTicks,
                                          const UBaseType_t uxAutoReload,
                                          void * const pvTimerID,
                                          TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction,
                                          StaticTimer_t * pxTimerBuffer )
/*  使用动态分配内存的方法创建定时器 
    * pcTimerName:定时器名字, 用处不大, 尽在调试时用到 
    * xTimerPeriodInTicks: 周期, 以Tick为单位 
    * uxAutoReload: 类型, pdTRUE表示自动加载, pdFALSE表示一次性
    * pvTimerID: 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器
    * pxCallbackFunction: 回调函数 
    * 返回值: 成功则返回TimerHandle_t, 否则返回NULL */

        函数需要的入口参数中，最后一个入口参数就是回调函数，在定时时间到的时候，FreeRTOS内部创建的处理任务函数会调用这个回调函数。

        FreeRTOS中有一个Tick中断，软件定时器基于Tick来运行。在哪里执行定时器函数？第一印象就是在Tick中断里执行：      在Tick中断中判断定时器是否超时

                                                 如果超时了，调用它的回调函数

但是上面的运行思想是错的，FreeRTOS是RTOS，它不允许在内核、在中断中执行不确定的代码：如果定时器函数很耗时，会影响整 个系统。所以，FreeRTOS中，不在Tick中断中执行定时器函数。

        所以FreeRTOS中的Tick中断，在某个任务里执行，这个任务就是：RTOS Damemon Task ， RTOS 守护任务。以前被称 为"Timer server" ，但是这个任务要做并不仅仅是定时器相关，所以改名为： RTOS Damemon Task 。 当FreeRTOS 的配置项 configUSE_TIMERS 被设置为 1 时，在启动调度器时，会自动创建 RTOS Damemon Task。我们自己编写的任务函数要使用定时器时，是通过" 定时器命令队列 "(timer command queue) 和守护任 务交互，如下图所示：

        也就是用户对定时器函数的配置，都是通过队列传输给系统定义的prvTimerTask（）任务函数，prvTimerTask（）任务函数接收到队列中的数据之后，对应的做出相应的处理。

        这里需要注意的是，打开宏configUSE_TIMERS之后，创建的prvTimerTask（）任务函数必必须指定其相应的优先级和队列大小、堆栈的大小。

        守护任务的优先级为：         confifigTIMER_TASK_PRIORITY ；

        定时器命令队列的长度为：  confifigTIMER_QUEUE_LENGTH。

用户程序调用、设置定时器函数的入口参数是有等待延时时间参数的，所以这个函数也是具有失败的可能的。

 2、守护任务函数

        守护任务的调度，跟普通的任务并无差别。当守护任务是当前优先级最高的就绪态任务时，它就可以运行。它的工作有两类： 处理命令：从命令队列里取出命令、处理执行定时器的回调函数，能否及时处理定时器的命令、能否及时执行定时器的回调函数，严重依赖于守护任务的优先级。

3、回调函数

定时器的回调函数的原型如下：

void ATimerCallback( TimerHandle_t xTimer );

        定时器的回调函数是在守护任务中被调用的，守护任务不是专为某个定时器服务的，它还要处理其他定 时器。 所以，定时器的回调函数不要影响其他人：

        1、回调函数要尽快实行，不能进入阻塞状态

        2、不要调用会导致阻塞的API函数，比如 vTaskDelay()

        3、可以调用 xQueueReceive() 之类的函数，但是超时时间要设为0：即刻返回，不可阻塞

 4、软件定时器的设置与使用

        设置主要是：创建、删除、启动、停止、复位、修改周期、设置定时器ID等。

        使用定时器之前，需要做一些配置，主要是头文件中宏定义的配置，如下图所示：

        配置使用定时器的时候出现xTimerTask()函数没有定义的情况，可能是以下几种原因：

1：相应的头文件没有引用，如果引用头文件的时候，发现有红色波浪线的报错，有可能是都应头文件的路径没有给。

2：xTimerTask()函数的裁剪宏定义没有开启，将这个部分裁剪了。

3：定时器的使能宏没有开启，导致的。

4：开启定时器的使能宏之后，会出现如下图所示的报错，这三个报错的意思就是：使能定时器之后，必须配置守护任务的优先级、命令队列的长度、守护任务栈的大小。

 

         软件定时器配置好之后，需要使用xTimerStart(TimerHandle1,0);函数开启定时器，不然是不能运行的。

        下面是软件定时器的使用demo，timer1是不循环的定时器，timer2是循环的定时器。

TimerHandle_t TimerHandle1;
TimerHandle_t TimerHandle2;


static void timer1Intterp(TimerHandle_t timer1)
{
	printf("timer1 is doing\r\n");
}


static void timer2Intterp(TimerHandle_t timer2)
{
	printf("timer2 is doing\r\n");
}


int main( void )
{
	prvSetupHardware();
	QueueUsart1=xQueueCreate(2,sizeof(int));
	QueueUsart2=xQueueCreate(2,sizeof(int));
	TimerHandle1=xTimerCreate("timer1",100,pdFALSE,0,timer1Intterp);
	TimerHandle2=xTimerCreate("timer2",100,pdTRUE,0,timer2Intterp);
	xTimerStart(TimerHandle1,0);
	xTimerStart(TimerHandle2,0);
	vTaskStartScheduler();
	return 0;
}

        下图是debug的调试结果：

 5、软件定时器消除抖动

        按键消除抖动多采用的方式有两种：

        ·       1、 连续读很多次，知道数值稳定：浪费CPU资源。

                2、使用定时器：要结合中断来使用。

大部分资源允许的情况下还是采用定时器的方式，节省cpu的资源。

这里给出软件定时器消除抖动的思想和操作：

        下面图是实现软件定时的流程图，主要就是利用按键的中断触发定时器的复位函数，使软件定时器不能计数结束引发定时器的中断。

        1：首先创建一个定时器20ms的不带重装计数初值的软件定时器。

        2：在外部中断函数中调用软件定时器的复位函数。

        3：在软件定时器的回调函数中读取按键的电平。