【APM32F402R Micro-EVB】02: 添加时间任务调度
本帖最后由 聪聪哥哥 于 2025-8-22 19:44 编辑在C语言里,任务调度指的是对多个任务(也被叫做线程或者进程)的执行顺序进行管理,以此来达成高效利用系统资源的目的。下面为你详细介绍任务调度的相关概念和实现方法。
一:任务调度的概念思想:
抢占式调度:在这种调度方式下,操作系统能够依据任务优先级,强行暂停当前正在执行的任务,转而执行其他任务。
非抢占式调度:采用这种调度方式时,任务只有在主动放弃 CPU 控制权的情况下,其他任务才有机会执行。
实时调度:实时调度的核心是保证任务能在严格的时间限制内完成,它又可以细分为硬实时调度和软实时调度。
优先级调度:优先级调度会为每个任务分配一个优先级,系统会优先执行优先级较高的任务。
二:任务调度的关键要点
上下文切换:在任务切换时,需要保存当前任务的状态(例如寄存器值),并恢复下一个任务的状态。
临界区保护:对于共享资源,要使用互斥锁、信号量等机制来避免竞态条件。
任务同步:可以通过信号量、事件标志组等方式实现任务间的同步。
堆栈管理:每个任务都有自己独立的堆栈,必须确保堆栈大小足够,防止溢出。
常用的任务调用有Free Rtos,OS,RT-threard等等实时操作系统专为嵌入式系统设计,提供了强大的任务调度功能,这里和大家分享一个简单任务调度器。创建任务队列。然后按照一定时间间隔来处理任务。
这里我是用的极海MCU的高级定时器1完成的任务调度;
三:极海高级定时器的知识分享:
3.1 基础知识
高级定时器以时基单元为核心,拥有输入捕获、输出比较和刹车输入等功能,含有一个 16 位的自动装载计数器。高级定时器相比较其它定时器增加了互补输出、重复计数以及可编程的死区插入等功能,更加适合用于电机的控制。
3.2 定时器的特点:
(1)时基单元
计数器:16 位计数器,可以向上计数,向下计数,中央对齐计数
预分频器:16位可编程预分频器
重复计数器:16位的重复计数器
自动重装载功能
(2)时钟源选择
内部时钟
外部输入
外部触发
内部触发
(3)输入捕获功能
计数功能
PWM 输入模式(脉冲宽度、频率、占空比测量)
编码器接口模式
(4) 输出比较功能
PWM 输出模式
强制输出模式
单脉冲模式
互补输出和死区插入
(5)定时功能
(6)刹车功能
(7)定时器的主/从模式控制器
· 定时器之间可以同步和级联
支持多种从模式、同步信号
(8)中断输出和 DMA 请求事件
更新事件(计数器上/下溢出,计数器初始化)
触发事件(计数器启动、停止、内/外部触发)
捕获/比较事件
刹车信号输入事件
3.3 定时器的结构框图
四:通用定时器的编写流程如下:
1:使能定时器1时钟。
2:初始化定时器,配置ARR,PSC,中断时间1ms。
3:开启定时器1中断,配置NVIC中断优先级。
4:使能定时器1,定时器开始功能。
5: 编写中断服务函数。
五:程序编写流程:
5.1 定时器1初始化
/**
* @brief TMR configuration
*
* @param None
*
* @retvalNone 1ms 中断
*/
void TMR_Config(void)
{
TMR_BaseConfig_T tmrBaseConfig;
RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_TMR1);
/* TMR clock source frequency = 120MHz */
tmrBaseConfig.countMode = TMR_COUNTER_MODE_UP;
tmrBaseConfig.clockDivision = TMR_CLOCK_DIV_1;
tmrBaseConfig.period = 19;
tmrBaseConfig.division = 5999;
tmrBaseConfig.repetitionCounter = 0;
TMR_ConfigTimeBase(TMR1, &tmrBaseConfig);
TMR_EnableInterrupt(TMR1, TMR_INT_UPDATE);
NVIC_EnableIRQRequest(TMR1_UP_IRQn, 0x1, 0xF);
TMR_Enable(TMR1);
}5.2 定义定时器1的中断处理函数:
/**
* @brief TMR update interrupt server
*
* @param None
*
* @retvalNone
*/
void TMR_update_Irs(void)
{
if (TMR_ReadIntFlag(TMR1, TMR_INT_UPDATE))
{
Task_Marks_Handler_Callback();
TMR_ClearIntFlag(TMR1, TMR_INT_UPDATE);
}
}
5.3 编写任务标记的回调函数
//========================================================================
// 函数: Task_Handler_Callback
// 描述: 任务标记回调函数.
// 参数: None.
// 返回: None.
// 版本: V1.0, 2025-08-08
//========================================================================
void Task_Marks_Handler_Callback(void)
{
char i;
for(i=0; i<Tasks_Max; i++)
{
if(Task_Comps.TIMCount) /* If the time is not 0 */
{
Task_Comps.TIMCount--;/* Time counter decrement */
if(Task_Comps.TIMCount == 0)/* If time arrives */
{
/*Resume the timer value and try again */
Task_Comps.TIMCount = Task_Comps.TRITime;
Task_Comps.Run = 1; /* The task can be run */
}
}
}
}5.4 定义任务处理回调函数
//========================================================================
// 函数: Task_Pro_Handler_Callback
// 描述: 任务处理回调函数.
// 参数: None.
// 返回: None.
// 版本: V1.0, 2025-08-08
//========================================================================
void Task_Pro_Handler_Callback(void)
{
char i;
for(i=0; i<Tasks_Max; i++)
{
if(Task_Comps.Run) /* If task can be run */
{
Task_Comps.Run = 0; /* Flag clear 0 */
Task_Comps.TaskHook();/* Run task */
}
}
}5.5 定义时间任务处理函数:
//========================================================================
// 函数: TASK_COMPONENTS
// 描述: 添加任务列表
// 参数: None.
// 返回: None.
// 版本: V1.0, 2025-08-08
//========================================================================
static TASK_COMPONENTS Task_Comps[]=
{
{0, 1000,1000, task_1000ms}, /* task 1 Period: 1000ms */
{0, 500,500, task_500ms}, /* task 2 Period: 500ms */
{0, 50,50, task_10ms}, /* task 2 Period: 500ms */
};5.6 编写 串口输出任务和LED闪烁任务
//========================================================================
// 函数: void task_500ms(void)
// 描述: 500 任务.
// 参数: None.
// 返回: None.
// 版本: V1.0, 2025-08-08
//========================================================================
void task_500ms(void)
{
BOARD_LED_Toggle(LED2);
}
//========================================================================
// 函数: void task_1000ms(void)
// 描述: 1000ms 任务.
// 参数: None.
// 返回: None.
// 版本: V1.0, 2025-08-08
//========================================================================
void task_1000ms(void)
{
printf("21论坛测评APM32F402 测评活动 by:聪聪哥哥 \r\n");
} 六:实测图片如下所示:
使用高级定时器作为系统的时基,还是有些浪费,可以使用基本定时器做就可以。感兴趣的可以自己移植一下。
这种时间片调用的方式,如何传入参数啊 这个帖子的技术含量高。
许多人使用RTOS都是一个线程来实现 使用软定时器实现闪烁的方法经济,实惠,设计起来也方便。
效果和使用硬件timer来说是一样的。 SpiritSong 发表于 2025-9-14 20:16
使用软定时器实现闪烁的方法经济,实惠,设计起来也方便。
效果和使用硬件timer来说是一样的。 ...
对对。这样其实就是看起来代码整洁一些 RTOS就是这点方便。有现成的、可靠的框架可以直接使用。 风暴之眸 发表于 2025-9-16 09:51
RTOS就是这点方便。有现成的、可靠的框架可以直接使用。
啊,方便多了 厉害,楼主这是自己写一个事件调试框架吗? 天体书记 发表于 2025-10-5 11:49
厉害,楼主这是自己写一个事件调试框架吗?
不是,移植的其他地方的。觉得好用,分享一下
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