定时器可以说是每个 MCU 都有的外设,有的 MCU 其定时器功能异常强大,比如提供 PWM、输入捕获等功能。但是最常用的还是定时器最基础的功能——定时,通过定时器来完成需要周期性处理的事务。 MCU 自带的定时器属于硬件定时器,不同的 MCU 其硬件定时器数量不同,因为要考虑成本的问题,FreeRTOS 也提供了定时器功能,不过是软件定时器,软件定时器的精度肯定没有硬件定时器那么高,但是对于普通的精度要求不高的周期性处理的任务来说够了。当 MCU 的硬件定时器不够的时候就可以考虑使用 FreeRTOS 的软件定时器。

  • 软件定时器简介
  • 定时器服务/Daemon 任务
  • 单次定时器和周期定时器
  • 复位软件定时器
  • 创建软件定时器
  • 开启软件定时器
  • 停止软件定时器

软件定时器简介

软件定时器概述

软件定时器允许设置一段时间,当设置的时间到达之后就执行指定的功能函数,被定时器调用的这个功能函数叫做定时器的回调函数。回调函数的两次执行间隔叫做定时器的定时周期,简而言之,当定时器的定时周期到了以后就会执行回调函数。

编写回调函数的注意事项

软件定时器的回调函数是在定时器服务任务中执行的,所以一定不能在回调函数中调用任何会阻塞任务的 API 函数!比如,定时器回调函数中千万不能调用 vTaskDelay()、vTaskDelayUnti(),还有一些访问队列或者信号量的非零阻塞时间的 API 函数也不能调用。

定时器服务/Daemon 任务

定时器服务任务与队列

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(或 Daemon)任务来提供的。 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!

应用程序调用了函数 xTimerReset(),结果就是复位命令会被发送到定时器命令队列中,定时器服务任务会处理这个命令。应用程序是通过函数 xTimerReset()间接的向定时器命令队列发送了复位命令,并不是直接调用类似 xQueueSend()这样的队列操作函数发送的。

定时器相关配置

软件定时器有一个定时器服务任务和定时器命令队列,这两个东西是要配置的,配置方法和我们前面讲解的 FreeRTOSCofig.h 一样, 而且相关的配置也是放到文件 FreeRTOSConfig.h 中。

1、configUSE_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。

2、configTIMER_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。

3、 configTIMER_QUEUE_LENGTH
此宏用来设置定时器命令队列的队列长度。

4、 configTIMER_TASK_STACK_DEPTH
此宏用来设置定时器服务任务的任务堆栈大小,单位为字,不是字节!,对于 STM32 来说一个字是 4 字节。 由于定时器服务任务中会执行定时器的回调函数,因此任务堆栈的大小一定要根据定时器的回调函数来设置。