RTX操作系统-RTX低功耗之tickles模式

__task void os_idle_demon (void) {

  uint32_t sleep;

 

  ...

  /* 第1步：配置系统深度睡眠模式 */

  ...

 

  /* 第2步：通过函数os_suspend获取系统可以处于低功耗模式的时钟节拍个数，此函数会关闭调度器 */

  for (;;) {

    sleep = os_suspend ();        

 

    if (sleep) {

      ...

    /* 第3步：创建一个新的定时器，专门用于将系统从低功耗模式唤醒，并将唤醒时间设置为

函数os_suspend返回值sleep */

      ...

 

    /* 第4步：调用低功耗指令进入低功耗模式 */

      __WFE ();                      

 

    /* 第5步：系统从低功耗模式唤醒，调整系统实际处于低功耗状态的时钟节拍个数*/

    /* Adjust actual sleep time (in case of any event) */

      sleep = ...

}

/* 第6步：重新使能调度器并调整系统时间，继续多任务的执行 */

    os_resume (sleep);                  /* OS Resume                          */

  }

}

U32 os_suspend (void);

函数描述：

函数os_suspend用于获取系统可以处于低功耗模式的时钟节拍个数。此函数必须配套函数os_resume一起使用。调用了函数os_suspend后，此函数会关闭调度器，即关闭任务切换，调用了函数os_resume会恢复任务调度。

    函数返回系统可以处于低功耗模式的时钟节拍个数。



使用这个函数要注意以下问题：

1.     只能在空闲任务里面调用这个函数。

2.     当系统进入到低功耗模式后，系统滴答定时器停止运行，因为调用了函数os_suspend，此函数会关闭滴答定时器。

使用举例：

    下面举的例子是RTX官方提供的基于STM32F2的低功耗设计代码，用于STM32F4也是可以，因为STM32F2和STM32F4的RTX时钟基本一样。下面的例子是通过RTC的低功耗唤醒功能实现。

#include <rtl.h>

 

__task void os_idle_demon (void) {

  uint32_t sleep;

 

  SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk;    /* Configure Cortex-M3 for deep sleep */

  PWR->CR &= ~PWR_CR_PDDS;              /* Enter Stop mode when in deepsleep  */

  PWR->CR  |= PWR_CR_LPDS;              /* Voltage regulator in low-power     */

 

  /* Enable LSI clock and wait until ready */

  RCC->CSR |= RCC_CSR_LSION;

  while ((RCC->CSR & RCC_CSR_LSIRDY) == 0);

 

  /* Enable power interface clock */

  RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN;

 

  /* Disable backup domain write protection */

  PWR->CR |= PWR_CR_DBP;

 

  /* Select LSI as clock source for RTC and enable RTC */

  RCC->BDCR &= ~RCC_BDCR_RTCSEL;

  RCC->BDCR |=  RCC_BDCR_RTCSEL_1;

  RCC->BDCR |=  RCC_BDCR_RTCEN;

 

  /* Disable the write protection for RTC registers */

  RTC->WPR   = 0xCA;

  RTC->WPR   = 0x53;

 

  /* Configure RTC auto-wakeup mode */

  RTC->ISR  &= ~RTC_ISR_WUTF;           /* Clear wakeup timer flag            */

  RTC->CR   &= ~RTC_CR_WUCKSEL;         /* Set RTC clock to 2kHz              */

  RTC->CR   |=  RTC_CR_WUTIE;           /* Enable RTC wakeup timer interrupt  */

 

  /* Configure EXTI line 22 for wakeup on rising edge */

  EXTI->EMR  |= (1 << 22);              /* Event request is not masked        */

  EXTI->RTSR |= (1 << 22);              /* Rising trigger enabled             */

 

  NVIC_EnableIRQ (RTC_WKUP_IRQn);       /* Enable RTC WakeUp IRQ              */

 

  for (;;) {

    /* HERE: include optional user code to be executed when no task runs.     */

    sleep = os_suspend ();              /* OS Suspend                         */

 

    if (sleep) {

      RTC->ISR &= ~RTC_ISR_WUTF;        /* Clear timer wakeup flag            */

      RTC->CR &= ~RTC_CR_WUTE;          /* Disable wakeup timer               */

      while ((RTC->ISR & RTC_ISR_WUTWF) == 0);

 

      /* RTC clock is @2kHz, set wakeup time for OS_TICK >= 1ms */

      RTC->WUTR = (sleep * (OS_TICK / 1000) * 2);

 

      RTC->CR |=  RTC_CR_WUTE;          /* Enable wakeup timer                */

      __WFE ();                         /* Enter STOP mode                    */

 

      /* After Wake-up */

      if ((RTC->ISR & RTC_ISR_WUTF) == 0) {

        sleep = 0;                      /* We didn't enter Stop mode          */

      }

    }

    os_resume (sleep);                  /* OS Resume                          */

  }

}

void os_resume (

    U32 sleep_time );    /* 系统处于低功耗模式的时钟节拍个数 */

staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */

    staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */

    staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */

    staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: bsp_Init

*    功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。

*             全局变量。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

void bsp_Init(void)

{

     /* 保证停机模式下调试器继续可以连接使用 */

     DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP, ENABLE);

    

     /* 优先级分组设置为4, 优先配置好NVIC */

     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);

 

     bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */

     bsp_InitLed();     /* 初始LED指示灯端口 */

     bsp_InitKey();     /* 初始化按键 */

}

/*--------------------------- os_idle_demon ---------------------------------*/

#include "stm32f10x.h"

__task void os_idle_demon (void)

{

     EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;

     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

     uint32_t sleep;

    

     /* 使能PWR和BKP时钟 */

     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);

 

     /* 允许写入RTC和后备寄存器 */

     PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);

 

     /* 复位后备寄存器 */

     BKP_DeInit();

 

     /* 使能LSI */

     RCC_LSICmd(ENABLE);

 

     /* 等待直到LSI就绪 */

     while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET);

 

     /* 选择LSI作为RTC的时钟 */

     RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSI);

 

     /* 使能RTC时钟 */

     RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);

 

     /*

        在APB1总线复位或者停止后重新开启，RTC的任何读取前得等待RTC寄存器

        (RTC_CNT, RTC_ALR and RTC_PRL)跟RTC APB时钟同步。

     */

     RTC_WaitForSynchro();

 

     /* 等待RTC寄存器写操作完成 */

     RTC_WaitForLastTask();

 

     /*

       1. LSI的频率典型值是40KHz(30KHz到60KHz)

       2. 这里按40KHz来计算

          RTC 周期 = RTCCLK / RTC_PR = (40 KHz)/(19 + 1) = 2KHz

     */

     RTC_SetPrescaler(19);

 

     /* 等待RTC寄存器写操作完成 */

     RTC_WaitForLastTask();

 

     /* EXTI线17连接到RTC闹钟事件，使能中断 */

     EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);

     EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line17;

     EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

     EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

     EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

     EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

 

     /* 设置闹钟中断的NVIC */

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RTCAlarm_IRQn;

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 12;

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

 

     for (;;)

     {

         /* 挂起OS, 并返回可以执行低功耗的时长 */

         sleep = os_suspend ();

         

         if (sleep)

         {

              /* RTC计数设置 */

              RTC_SetCounter(0);

              RTC_WaitForLastTask();

 

              /* 设置闹钟时间 */

              RTC_SetAlarm(sleep*(OS_TICK/1000)*2);

              RTC_WaitForLastTask();

             

              /* 使能闹钟中断 */

              RTC_ITConfig(RTC_IT_ALR, ENABLE);

              RTC_WaitForLastTask();

             

              /* 进入停机模式 */

              PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFE);

             

              /*

                1、当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSI RC振荡器被选为系统时钟。

                2、退出低功耗的停机模式后，需要重新配置使用HSE和HSE

              */

              SystemInit();

             

              /*

                 在APB1总线复位或者停止后重新开启，RTC的任何读取前得等待RTC寄存器

                 (RTC_CNT, RTC_ALR and RTC_PRL)跟RTC APB时钟同步。

              */

              RTC_WaitForSynchro();

             

              /* 检查唤醒标志是否设置 */

              if(PWR_GetFlagStatus(PWR_FLAG_WU) != RESET)

              {

                   /* 用户可以在这里加入相关串口打印等函数来检测是否进入停机模式 */

                   //printf("lowpower\r\n");

                   /* 清除唤醒标志 */

                   PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);

              }

              else

              {

                   sleep = 0;

              }

             

         }

        

         /* 恢复OS */

         os_resume (sleep);           

     }

}

 

/*--------------------------- RTC闹钟中断 ----------------------------------*/

void RTCAlarm_IRQHandler(void)

{

     if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_ALR) != RESET)

     {

         /* 禁止RTC的闹钟中断 */

         RTC_ITConfig(RTC_IT_ALR, DISABLE);

         RTC_WaitForLastTask();

        

         /* 清除中断标志 */

         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line17);

        

         /* 清除中断标志 */

         RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_ALR);

         RTC_WaitForLastTask();

     }   

}

static OS_SEM semaphore;

 

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: AppObjCreate

*    功能说明: 创建任务通信机制

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

static void AppObjCreate (void)

{

     /* 创建信号量计数值是0, 用于任务同步 */

     os_sem_init (&semaphore, 0);

}

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: AppTaskUserIF

*    功能说明: 按键消息处理     

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*   优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)

*********************************************************************************************************

*/

__task void AppTaskUserIF(void)

{

     uint8_t ucKeyCode;

 

    while(1)

    {

         ucKeyCode = bsp_GetKey();

        

         if (ucKeyCode != KEY_NONE)

         {

              switch (ucKeyCode)

              {

                   /* K1键按下，打印调试说明 */

                   case KEY_DOWN_K1:

                       printf("K1键按下，使用MDK中自带的RTX调试组件，请务必使用MDK4.74版本进行调试\r\n");

                       break;  

 

                   /* K2键按下，直接发送信号量同步信号给任务AppTaskMsgPro */

                   case KEY_DOWN_K2:

                       printf("K2键按下，直接发送信号量同步信号给任务AppTaskMsgPro\r\n");

                       os_sem_send (&semaphore);

                       break;

 

                   /* 其他的键值不处理 */

                   default:                    

                       break;

              }

         }

        

         os_dly_wait(20);

     }

}

 

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: AppTaskLED

*    功能说明: LED闪烁。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*   优 先 级: 2 

*********************************************************************************************************

*/

__task void AppTaskLED(void)

{

     const uint16_t usFrequency = 200; /* 延迟周期 */

    

     /* 设置延迟周期 */

     os_itv_set(usFrequency);

    

    while(1)

    {

         bsp_LedToggle(2);

         bsp_LedToggle(3);

 

         /* os_itv_wait是绝对延迟，os_dly_wait是相对延迟。*/

         os_itv_wait();

    }

}

 

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: AppTaskMsgPro

*    功能说明: 消息处理，等待任务AppTaskUserIF发来的信号量同步信号

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*   优 先 级: 3 

*********************************************************************************************************

*/

__task void AppTaskMsgPro(void)

{

     OS_RESULT xResult;

     const uint16_t usMaxBlockTime = 200; /* 延迟周期 */

    

    while(1)

    {

         xResult = os_sem_wait (&semaphore, usMaxBlockTime);

        

         switch (xResult)

         {

              /* 无需等待接受到信号量同步信号 */

              case OS_R_OK:

                   printf("无需等待接受到信号量同步信号\r\n");

                   break;  

 

              /* 信号量不可用，usMaxBlockTime等待时间内收到信号量同步信号 */

              case OS_R_SEM:

                   printf("信号量不可用，usMaxBlockTime等待时间内收到信号量同步信号\r\n");

                   break;

 

              /* 超时 */

              case OS_R_TMO:

                   bsp_LedToggle(1);

                   bsp_LedToggle(4);

                   break;

             

              /* 其他值不处理 */

              default:                    

                   break;

         }   

    }

}

 

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: AppTaskStart

*    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。这里实现按键扫描。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*   优 先 级: 4 

*********************************************************************************************************

*/

__task void AppTaskStart(void)

{

     /* 创建任务 */

     AppTaskCreate();

    

     /* 创建任务通信机制 */

     AppObjCreate();

    

    while(1)

    {

         /* 按键扫描 */

         bsp_KeyScan();

        os_dly_wait(10);

    }

}

staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */

    staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */

    staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */

    staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */

/*

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: bsp_Init

*    功能说明: 初始化硬件设备。只需要调用一次。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。

*             全局变量。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

void bsp_Init(void)

{

     /* 保证停机模式下调试器继续可以连接使用 */

     DBGMCU_Config(DBGMCU_STOP, ENABLE);

    

     /* 优先级分组设置为4, 优先配置好NVIC */

     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);

    

     bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */

     bsp_InitKey();     /* 初始化按键变量（必须在 bsp_InitTimer() 之前调用） */

     bsp_InitLed();     /* 初始LED指示灯端口 */

}

/*----------------------------------------------------------------------------

 *      Global Functions

 *---------------------------------------------------------------------------*/

#include "stm32f4xx.h"

extern void SetSysClock(void);

void RTC_WKUP_IRQHandler (void) {

  EXTI->PR = (1 << 22);                 /* Clear pending EXTI interrupt      */

  RTC->CR &= ~RTC_CR_WUTE;              /* Disable wakeup timer              */

}

 

/*--------------------------- os_idle_demon ---------------------------------*/

 

__task void os_idle_demon (void) {

//  /* The idle demon is a system task, running when no other task is ready */

//  /* to run. The 'os_xxx' function calls are not allowed from this task.  */

  uint32_t sleep;

 

  SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk;    /* Configure Cortex-M3 for deep sleep */

  PWR->CR &= ~PWR_CR_PDDS;              /* Enter Stop mode when in deepsleep  */

  PWR->CR  |= PWR_CR_LPDS;              /* Voltage regulator in low-power     */

 

  /* Enable LSI clock and wait until ready */

  RCC->CSR |= RCC_CSR_LSION;

  while ((RCC->CSR & RCC_CSR_LSIRDY) == 0);

 

  /* Enable power interface clock */

  RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN;

 

  /* Disable backup domain write protection */

  PWR->CR |= PWR_CR_DBP;

 

  /* Select LSI as clock source for RTC and enable RTC */

  RCC->BDCR &= ~RCC_BDCR_RTCSEL;

  RCC->BDCR |=  RCC_BDCR_RTCSEL_1;

  RCC->BDCR |=  RCC_BDCR_RTCEN;

 

  /* Disable the write protection for RTC registers */

  RTC->WPR   = 0xCA;

  RTC->WPR   = 0x53;

 

  /* Configure RTC auto-wakeup mode */

  RTC->ISR  &= ~RTC_ISR_WUTF;           /* Clear wakeup timer flag            */

  RTC->CR   &= ~RTC_CR_WUCKSEL;         /* Set RTC clock to 2kHz              */

  RTC->CR   |=  RTC_CR_WUTIE;           /* Enable RTC wakeup timer interrupt  */

 

  /* Configure EXTI line 22 for wakeup on rising edge */

  EXTI->EMR  |= (1 << 22);              /* Event request is not masked        */

  EXTI->RTSR |= (1 << 22);              /* Rising trigger enabled             */

 

  NVIC_EnableIRQ (RTC_WKUP_IRQn);       /* Enable RTC WakeUp IRQ              */

 

  for (;;) {

    /* HERE: include optional user code to be executed when no task runs.     */

    sleep = os_suspend ();              /* OS Suspend                         */

   

    if (sleep) {

      RTC->ISR &= ~RTC_ISR_WUTF;        /* Clear timer wakeup flag            */

      RTC->CR &= ~RTC_CR_WUTE;          /* Disable wakeup timer               */

      while ((RTC->ISR & RTC_ISR_WUTWF) == 0);

 

      /* RTC clock is @2kHz, set wakeup time for OS_TICK >= 1ms */

      RTC->WUTR = (sleep * (OS_TICK / 1000) * 2);

 

      RTC->CR |=  RTC_CR_WUTE;          /* Enable wakeup timer                */

      __WFE ();                         /* Enter STOP mode                    */

 

      /* After Wake-up */

      if ((RTC->ISR & RTC_ISR_WUTF) == 0) {

        sleep = 0;                      /* We didn't enter Stop mode          */

      }

      

    }

     os_resume (sleep);                  /* OS Resume                          */

    

     /*

        下面的代码由用户添加。

        1、当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSI RC振荡器被选为系统时钟。

        2、退出低功耗的停机模式后，需要重新配置使用HSE和HSE。

        3、测试发现时钟配置函数SetSysClock不能放在os_suspend和os_resume，要不会有问题。

     */

     /* Disable IRQs */

     __disable_irq();

    

     SetSysClock();

    

     /* Enable IRQs */

    __enable_irq();

  }

}

static OS_SEM semaphore;

 

/*

*********************************************************************************************************

*    函 数 名: AppObjCreate

*    功能说明: 创建任务通信机制

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

*********************************************************************************************************

*/

static void AppObjCreate (void)

{

     /* 创建信号量计数值是0, 用于任务同步 */

     os_sem_init (&semaphore, 0);

}