学习FreeRTOS之任务管理_1

目的：

主要讲在freertos中，如何管理任务：这就包括如何创建任务，删除任务，改变任务的优先级等等。

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一些概念：

软实时： 对每个输入的响应应当限定在一个恰当的时间范围内，但是如果响应时间超出了限定范围，也能接受。
硬实时： 响应必须在给定的时间内完成，如果无法做到，可能引起灾难性的后果。
大多数嵌入式系统都能完成软实时和硬实时的要求。

术语：

在freertos中，每个执行线程都被称作为“任务”。

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任务函数：

1. 任务是由C语言函数实现的，该函数原型必须返回void，而且带有一个void指针的参数；
2. 每个任务都是在自己权限里的一个小程序，具有程序入口，通常运行在一个死循环里，也不会退出。
3. 如果一个任务不再需要，可以显示地将其删除；
4. 一个任务可以用来创建若各个任务，创建出的任务均是独立的执行实体，拥有自己的栈空间，以及属于自己的自动变量（栈变量），及任务函数本身定义的变量。
   

void ATaskFunction(void *pvParameters)；

想一个问题，下面这个让LED闪烁的任务，state如何定义呢？
是定义成：

u8 state = 0;

还是：

static u8 state = 0;

void redLed_Task(void *pvParameters)
{
    u8 state = 0;
    pvParameters = pvParameters;
    
    while(1)
    {
        //(state = !state) == 1 ? RED_ON(): RED_OFF();
        state ++;
        if(state == 1)      RED_ON();
        else if(state == 2) RED_OFF();
        else if(state == 3) RED_ON();       
        else if(state == 4) {RED_OFF(); state = 0;}
 
        vTaskDelay(1000/portTICK_RATE_MS);        // ???±?à?????????è??  ???±500??????
    }
}

这跟以前我们写法，还是不同的，想想为什么可以定义成: u8 state =0 ？？？

任务状态：

应用程序可以包含多个任务。如果运行应用程序的微控制器只有一个核(core)，那么在任意给定时间，实际上只会有一个任务被执行。这就意味着一个任务可以有一个或
两个状态，即运行状态和非运行状态。我们先考虑这种最简单的模型——但请牢记这其实是过于简单，我们稍后将会看到非运行状态实际上又可划分为若干个子状态。
当某个任务处于运行态时，处理器就正在执行它的代码。当一个任务处于非运行态时，该任务进行休眠，它的所有状态都被妥善保存，以便在下一次调试器决定让它进入
运行态时可以恢复执行。当任务恢复执行时，其将精确地从离开运行态时正准备执行的那一条指令开始执行。

创建任务：

是一个宏定义：
#define xTaskCreate( pvTaskCode, pcName, usStackDepth, pvParameters, uxPriority, pxCreatedTask )
    xTaskGenericCreate( ( pvTaskCode ), ( pcName ), ( usStackDepth ), ( pvParameters ), ( uxPriority ), ( pxCreatedTask ), ( NULL ), ( NULL ) )

/*-----------------------------------------------------------
 * TASK CREATION API
 *----------------------------------------------------------*/

/**
 * task. h
 *<pre>
 BaseType_t xTaskCreate(
                              TaskFunction_t pvTaskCode,
                             const char * const pcName,
                              uint16_t usStackDepth,
                              void *pvParameters,
                              UBaseType_t uxPriority,
                              TaskHandle_t *pvCreatedTask
                         );</pre>
 *
 * Create a new task and add it to the list of tasks that are ready to run.
 *
 * xTaskCreate() can only be used to create a task that has unrestricted
 * access to the entire microcontroller memory map. Systems that include MPU
 * support can alternatively create an MPU constrained task using
 * xTaskCreateRestricted().
 *
第一个参数： pvTaskCode 是指向任务函数的指针
 * @param pvTaskCode Pointer to the task entry function. Tasks
 * must be implemented to never return (i.e. continuous loop).
 *
第二个参数： 是具有描述性的函数名字
 * @param pcName A descriptive name for the task. This is mainly used to
 * facilitate debugging. Max length defined by configMAX_TASK_NAME_LEN - default
 * is 16.
 *
第三个参数： 用于分配任务堆栈大小。注意： 这里不是指字节数，而是跟处理器的位宽相关。
 * @param usStackDepth The size of the task stack specified as the number of
 * variables the stack can hold - not the number of bytes. For example, if
 * the stack is 16 bits wide and usStackDepth is defined as 100, 200 bytes
 * will be allocated for stack storage.
 *
第四个参数： 传递到任务中的参数
 * @param pvParameters Pointer that will be used as the parameter for the task
 * being created.
 *
第五个参数： 任务的优先级。最低优先级从0开始，优先级没有上限。
 * @param uxPriority The priority at which the task should run. Systems that
 * include MPU support can optionally create tasks in a privileged (system)
 * mode by setting bit portPRIVILEGE_BIT of the priority parameter. For
 * example, to create a privileged task at priority 2 the uxPriority parameter
 * should be set to ( 2 | portPRIVILEGE_BIT ).
 *
第六个参数： 用于传出任务的句柄。
 * @param pvCreatedTask Used to pass back a handle by which the created task
 * can be referenced.
 *
返回参数： 如果返回pdPASS，则创建成功。
 * @return pdPASS if the task was successfully created and added to a ready
 * list, otherwise an error code defined in the file projdefs.h
 *
 * Example usage:
   <pre>
 // Task to be created.
 void vTaskCode( void * pvParameters )
 {
     for( ;; )
     {
         // Task code goes here.
     }
 }

 // Function that creates a task.
 void vOtherFunction( void )
 {
 static uint8_t ucParameterToPass;
 TaskHandle_t xHandle = NULL;

     // Create the task, storing the handle. Note that the passed parameter ucParameterToPass
     // must exist for the lifetime of the task, so in this case is declared static. If it was just an
     // an automatic stack variable it might no longer exist, or at least have been corrupted, by the time
     // the new task attempts to access it.
     xTaskCreate( vTaskCode, "NAME", STACK_SIZE, &ucParameterToPass, tskIDLE_PRIORITY, &xHandle );
     configASSERT( xHandle );

     // Use the handle to delete the task.
     if( xHandle != NULL )
     {
         vTaskDelete( xHandle );
     }
 }
   </pre>
 * \defgroup xTaskCreate xTaskCreate
 * \ingroup Tasks
 */

例子1：

建立两个任务，只是周期性的打印字符串到串口，指定了相同的优先级。

main.c函数：

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"

// FreeRTOS head file, add here.
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "list.h"
#include "portable.h"
#include "FreeRTOSConfig.h"


void task1(void *pvParameters)
{
    u8 state = 0;

    while(1)
    {
        printf("task 1 is running \r\n");

        (state = !state) == 1 ? RED_ON(): RED_OFF();
        vTaskDelay(1000/portTICK_RATE_MS);
    }
}


void task2(void *pvParameters)
{
    u8 state1 = 0;

    while(1)
    {
        printf("task 2 is running \r\n");

        (state1 = !state1) == 1 ? GREEN_ON() : GREEN_OFF();
        vTaskDelay(1000/portTICK_RATE_MS);
    }
}



int main(void)
{
    // board initialize.
    LED_Init();
    uart_init(115200);

    //create two tasks, with the same priority.
    // 优先级一样
    xTaskCreate( task2, "task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
    xTaskCreate( task1, "task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL );

    // start scheduler now
    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

打印输出信息：

可见，task1和task2轮流运行，打印字符串。

在main函数中，创建了两个任务，当然也可以从一个任务中创建另一个任务。

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"

// FreeRTOS head file, add here.
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "list.h"
#include "portable.h"
#include "FreeRTOSConfig.h"



void task2(void *pvParameters)
{
    u8 state1 = 0;

    while(1)
    {
        printf("task 2 is running \r\n");

        (state1 = !state1) == 1 ? GREEN_ON() : GREEN_OFF();
        vTaskDelay(1000/portTICK_RATE_MS);
    }
}


void task1(void *pvParameters)
{
    u8 state = 0;

    // 在任务中创建另一个任务
   xTaskCreate( task2, "task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL );

    while(1)
    {
        printf("task 1 is running \r\n");

        (state = !state) == 1 ? RED_ON(): RED_OFF();
        vTaskDelay(1000/portTICK_RATE_MS);
    }
}


int main(void)
{
    // board initialize.
    LED_Init();
    uart_init(115200);

    //create two tasks, with the same priority.
    xTaskCreate( task1, "task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL );

    // start scheduler now
    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

例子2：

例1 中创建的两个任务几乎完全相同，唯一的区别就是打印输出的字符串。这种重复性可以通过创建同一个任务代码的两个实体来去除。这时任务参数就可以用来传递各自打印输出的字符串。

见main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"

// FreeRTOS head file, add here.
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "list.h"
#include "portable.h"
#include "FreeRTOSConfig.h"


void vTaskFunction(void *pvParameters)
{
    char *taskName;

    // 接收创建任务时候传递过来的参数
    taskName = (char *)pvParameters;

    while(1)
    {
        printf(taskName);
        vTaskDelay(1000/portTICK_RATE_MS);
    }
}


static const char * task1 = "task 1 is running \r\n";
static const char * task2 = "task 2 is running \r\n";

int main(void)
{
    // board initialize.
    LED_Init();
    uart_init(115200);

    //create two tasks, with the same priority.

    // 将参数传递给任务实体
    xTaskCreate( vTaskFunction, "task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, (void *)task1, 1, NULL);
    xTaskCreate( vTaskFunction, "task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, (void *)task2, 1, NULL );

    // start scheduler now
    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

    的