RTOS中软件定时器的简单应用
我们在stm32f103c8t6单片机上验证RTOS中软件定时器的简单应用，利用stm32cube进行RTOS的配置。裸机的时钟源默认是 SysTick，但是开启 FreeRTOS 后，FreeRTOS会占用 SysTick （用来生成1ms 定时，用于任务调度），所以我们开启TIM2当做裸机的时钟源，为其他总线提供另外的时钟源。
验证的功能比较简单，选择V1 版本的内核完全够用。
一、验证的思路以及需要使用的函数及简单介绍
1.验证思路
创建 1 个任务：Task。
任务要求如下：
在任务里可以要开启循和单次定时器，单次定时器开启1秒后发送” 栋哥帅吗?”循环定时器每隔两秒发送”帅”。
2.需要用到的函数
创建软件定时器
TimerHandle_t xTimerCreate (const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriod, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction );
pcTimerName：软件定时器名称
xTimerPeriodInTicks：定时超时时间，单位：系统时钟节拍。宏 pdMS_TO_TICKS() 可用于将以毫秒为单位指定的时间转换为以 tick 为单位指定的时间。
uxAutoReload：定时器模式，pdTRUE：周期定时器，pdFALSE：单次定时器
pvTimerID：软件定时器ID，用于多个软件定时器公用一个超时回调函数
pxCallbackFunction：软件定时器超时回调函数
返回值：成功：定时器句柄，失败：NULL
开启软件定时器
BaseType_t xTimerStart( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xBlockTime );
xTimer：待开启的软件定时器的句柄
xTickToWait：发送命令到软件定时器命令队列的最大等待时间
返回值： pdPASS：开启成功 pdFAIL：开启失败
更改软件定时器定时时间
BaseType_t xTimerChangePeriod( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xNewPeriod, TickType_t xBlockTime );
xTimer：定时器句柄
xNewPeriod：新的定时超时时间，单位：系统时钟节拍。
xBlockTime：阻塞时间
3. 简单介绍
定时器是一个可选的、不属于 FreeRTOS 内核的功能，它是由定时器服务任务来提供的。 在调用函数 vTaskStartScheduler() 开启任务调度器的时候，会创建一个用于管理软件定时器的任务，这个任务就叫做软件定时器服务任务。
①负责软件定时器超时的逻辑判断
②调用超时软件定时器的超时回调函数
③处理软件定时器命令队列
FreeRTOS提供了很多定时器有关的API函数，这些API函数大多都使用FreeRTOS的队列发送命令给定时器服务任务。这个队列叫做定时器命令队列。定时器命令队列是提供给FreeRTOS的软件定时器使用的，用户不能直接访问！
也就是说我们的API函数是不能直接控制定时器的，他需要一步一步的转化。
软件定时器有一个定时器服务任务和定时器命令队列，这两个东西肯定是要配置的，相关的配置 也是放到文件FreeRTOSConfig.h中的，涉及到的配置如下：
①configUSE_TIMERS 如果要使用软件定时器的话宏configUSE_TIMERS一定要设置为1，当设置为1的话定时器服务任务就会在启动FreeRTOS调度器的时候自动创建。
②configTIMER_TASK_PRIORITY 设置软件定时器服务任务的任务优先级，可以为0~(configMAX_PRIORITIES-1)。优先级一定要根据实际的应用要求来设置。如果定时器服务任务的优先级设置的高的话，定时器命令队列中的命 令和定时器回调函数就会及时的得到处理。
③configTIMER_QUEUE_LENGTH 此宏用来设置定时器命令队列的队列长度。
④configTIMER_TASK_STACK_DEPTH 此宏用来设置定时器服务任务的任务堆栈大小。
定时器服务任务和定时器命令队列我们会在stm32cube里直接配置并生成代码。
二、stm32cube的配置
SYS
RCC
RTOS
在Software timer definitions里选择USE_TIMERS,使能Enable。这样才可以在Timers and Semaphores中开启Timers。软件定时器服务任务的任务优先级(configTIMER_TASK_PRIORITY)，队列长度(configTIMER_QUEUE_LENGTH)，定时器服务任务的任务堆栈大小(configTIMER_TASK_STACK_DEPTH),保持默认。
这里我们开启了两个定时器，在Type里分别选择循环模式和单次模式。
开启任务，配置如下所示
三、代码部分
usart.c
#include "stdio.h"
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
同时打开“魔术棒”，勾选Use MicroLIB,点击OK。这样就可以进行串口打印了。
freertos.c
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Variables */
/* USER CODE END Variables */
osThreadId TaskHandle;
osTimerId xunhuanTimerHandle;
osTimerId danciTimerHandle;
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes */
/* USER CODE END FunctionPrototypes */
void StartTask(void const * argument);
void Callback01(void const * argument);
void Callback02(void const * argument);
void MX_FREERTOS_Init(void); /* (MISRA C 2004 rule 8.1) */
/* GetIdleTaskMemory prototype (linked to static allocation support) */
void vApplicationGetIdleTaskMemory( StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize );
/* GetTimerTaskMemory prototype (linked to static allocation support) */
void vApplicationGetTimerTaskMemory( StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize );
/* USER CODE BEGIN GET_IDLE_TASK_MEMORY */
static StaticTask_t xIdleTaskTCBBuffer;
static StackType_t xIdleStack[configMINIMAL_STACK_SIZE];
void vApplicationGetIdleTaskMemory( StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer, uint32_t *pulIdleTaskStackSize )
{
*ppxIdleTaskTCBBuffer = &xIdleTaskTCBBuffer;
*ppxIdleTaskStackBuffer = &xIdleStack[0];
*pulIdleTaskStackSize = configMINIMAL_STACK_SIZE;
/* place for user code */
}
/* USER CODE END GET_IDLE_TASK_MEMORY */
/* USER CODE BEGIN GET_TIMER_TASK_MEMORY */
static StaticTask_t xTimerTaskTCBBuffer;
static StackType_t xTimerStack[configTIMER_TASK_STACK_DEPTH];
void vApplicationGetTimerTaskMemory( StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer, StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer, uint32_t *pulTimerTaskStackSize )
{
*ppxTimerTaskTCBBuffer = &xTimerTaskTCBBuffer;
*ppxTimerTaskStackBuffer = &xTimerStack[0];
*pulTimerTaskStackSize = configTIMER_TASK_STACK_DEPTH;
/* place for user code */
}
/* USER CODE END GET_TIMER_TASK_MEMORY */
/**
* @brief FreeRTOS initialization
* @param None
* @retval None
*/
void MX_FREERTOS_Init(void) {
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
/* add mutexes, ... */
/* USER CODE END RTOS_MUTEX */
/* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
/* add semaphores, ... */
/* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */
/* Create the timer(s) */
/* definition and creation of xunhuanTimer */
osTimerDef(xunhuanTimer, Callback01);
xunhuanTimerHandle = osTimerCreate(osTimer(xunhuanTimer), osTimerPeriodic, NULL);
/* definition and creation of danciTimer */
osTimerDef(danciTimer, Callback02);
danciTimerHandle = osTimerCreate(osTimer(danciTimer), osTimerOnce, NULL);
/* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
/* start timers, add new ones, ... */
/* USER CODE END RTOS_TIMERS */
/* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
/* add queues, ... */
/* USER CODE END RTOS_QUEUES */
/* Create the thread(s) */
/* definition and creation of Task */
osThreadDef(Task, StartTask, osPriorityNormal, 0, 128);
TaskHandle = osThreadCreate(osThread(Task), NULL);
/* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
/* add threads, ... */
/* USER CODE END RTOS_THREADS */
}
/* USER CODE BEGIN Header_StartTask */
/**
* @brief Function implementing the Task thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask */
void StartTask(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartTask */
osTimerStart(xunhuanTimerHandle, 2000);
osTimerStart(danciTimerHandle, 1000);
/* Infinite loop */
for(;;)
{
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartTask */
}
/* Callback01 function */
void Callback01(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN Callback01 */
printf("帅\r\n");
/* USER CODE END Callback01 */
}
/* Callback02 function */
void Callback02(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN Callback02 */
printf("栋哥帅吗?\r\n");
/* USER CODE END Callback02 */
}
但是因为我们使用的是STM32cube，所以无论是创建，还是开启，这些函数都被封装过了，这样的话，我们使用就比较简单了，当然你也可以替换成我们文章开始的函数。
创建
osTimerDef(xunhuanTimer, Callback01);
xunhuanTimerHandle = osTimerCreate(osTimer(xunhuanTimer), osTimerPeriodic, NULL);
开启
osTimerStart(xunhuanTimerHandle, 2000);如果你觉得stm32自己生成的看着不爽，你也可以用文章开头写的函数，比如修改成xTimerStart(xunhuanTimerHandle, 2000);效果一样。
如果你想要更改软件定时器定时时间
可以再StartTask（）函数里开启定时器之后使用
xTimerChangePeriod(xunhuanTimerHandle, pdMS_TO_TICKS(1000), 0);来完成时间的修改。
xunhuanTimerHandle是定时器的句柄；pdMS_TO_TICKS(1000) 可用于将以毫秒为单位指定的时间转换为以 tick 为单位指定的时间；0代表阻塞时间为0.
连接串口助手，如下图所示
