FreeRTOS 任务调度和任务的状态

目录

什么是任务调度？

FreeRTOS的任务调度规则是怎样的？

抢占式调度运行过程​编辑

时间片调度运行过程​编辑

任务的状态

任务调度和任务的状态案例分析

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什么是任务调度？

调度器就是使用相关的调度算法来决定当前需要执行的哪个任务。

FreeRTOS中开启任务调度的函数是 vTaskStartScheduler() ，但在 CubeMX 中被封装为 osKernelStart() 。

FreeRTOS的任务调度规则是怎样的？

FreeRTOS 是一个实时操作系统，它所奉行的调度规则：

1. 高优先级抢占低优先级任务，系统永远执行最高优先级的任务（即抢占式调度）

2. 同等优先级的任务轮转调度（即时间片调度）

还有一种调度规则是协程式调度，但官方已明确表示不更新，主要是用在小容量的芯片上，用得 也不多。

抢占式调度运行过程

总结：

1. 高优先级任务，优先执行；

2. 高优先级任务不停止，低优先级任务无法执行；

3. 被抢占的任务将会进入就绪态

时间片调度运行过程

总结：

1. 同等优先级任务，轮流执行，时间片流转；

2. 一个时间片大小，取决为滴答定时器中断周期；

3. 注意没有用完的时间片不会再使用，下次任务 Task3 得到执行，还是按照一个时间片的时钟 节拍运行

任务的状态

FreeRTOS中任务共存在4种状态：

• Running 运行态

当任务处于实际运行状态称之为运行态，即CPU的使用权被这个任务占用（同一时间仅一个任务 处于运行态）。

• Ready 就绪态

处于就绪态的任务是指那些能够运行（没有被阻塞和挂起），但是当前没有运行的任务，因为同 优先级或更高优先级的任务正在运行。

• Blocked 阻塞态

如果一个任务因延时，或等待信号量、消息队列、事件标志组等而处于的状态被称之为阻塞态。

• Suspended 挂起态

类似暂停，通过调用函数 vTaskSuspend() 对指定任务进行挂起，挂起后这个任务将不被执行， 只有调用函数 xTaskResume() 才可以将这个任务从挂起态恢复。

总结：

• 1. 仅就绪态可转变成运行态
• 2. 其他状态的任务想运行，必须先转变成就绪态

任务调度和任务的状态案例分析

实验需求

创建 4 个任务：taskLED1，taskLED2，taskKEY1，taskKEY2，任务要求如下：

taskLED1：间隔 500ms 闪烁 LED1；

taskLED2：间隔 1000ms 闪烁 LED2；

taskKEY1：如果 taskLED1 存在，则按下 KEY1 后删除 taskLED1 ，否则创建 taskLED1 ；

taskKEY2：如果 taskLED2 正常运行，则按下 KEY2 后挂起 taskLED2 ，否则恢复 taskLED2。

1.打开CubeMX，将FreeRTOS移植到STM32F103C8T6，具体看我之前写过的文章

将FreeRTOS移植到STM32F103C8T6

2.然后创建四个任务

3.查看原理图配置按键跟LED灯引脚，导出代码

代码示例：

uart.c 重定向printf

#include "stdio.h"
int fputc(int ch,FILE *f)
{
	unsigned char temp[1] = {ch};
	HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
	return ch;
}

freertos.c

void StartTaskLED1(void const * argument)
{
  for(;;)
  {
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
    osDelay(500);
  }
}

void StartTask02(void const * argument)
{
  for(;;)
  {
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9);
    osDelay(1000);
  }
}

void StartTaskKey1(void const * argument)
{
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			osDelay(20); // 延时消抖
            if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
            {
			    printf("Key1 被按下\r\n");
			    if(TaskLED1Handle == NULL)
			    {
			    	printf("任务1不存在，准备创建任务1\r\n");
				    osThreadDef(TaskLED1, StartTaskLED1, osPriorityNormal, 0, 128);
				    TaskLED1Handle = osThreadCreate(osThread(TaskLED1), NULL);
				    if(TaskLED1Handle != NULL)
				    {
				    	printf("任务1创建成功\r\n");
				    }
			    }
			    else
			    {
				    printf("删除任务1\r\n");
				    osThreadTerminate(TaskLED1Handle);
				    TaskLED1Handle = NULL;
		    	}
            }
			while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);
		}
        osDelay(10);
  }
}

void StartTaskKey2(void const * argument)
{
	static int flag = 0;	
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			osDelay(20); // 延时消抖
            if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
            {
    			printf("Key2 被按下\r\n");
		    	if(flag == 0)
		    	{
			    	osThreadSuspend(TaskLED2Handle);
			    	printf("任务2被挂起暂停\r\n");
			    	flag = 1;
			    }
			    else
			    {
			    	osThreadResume(TaskLED2Handle);
			    	printf("任务2重新恢复\r\n");
			    	flag = 0;
		    	}
           }
            while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);
		}
        osDelay(10);
  }
}

编译烧录代码后打开串口助手：