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
- *
- * @retval None 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);
- }
- /**
- * @brief TMR update interrupt server
- *
- * @param None
- *
- * @retval None
- */
- 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[i].TIMCount) /* If the time is not 0 */
- {
- Task_Comps[i].TIMCount--; /* Time counter decrement */
- if(Task_Comps[i].TIMCount == 0) /* If time arrives */
- {
- /*Resume the timer value and try again */
- Task_Comps[i].TIMCount = Task_Comps[i].TRITime;
- Task_Comps[i].Run = 1; /* The task can be run */
- }
- }
- }
- }
- //========================================================================
- // 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[i].Run) /* If task can be run */
- {
- Task_Comps[i].Run = 0; /* Flag clear 0 */
- Task_Comps[i].TaskHook(); /* Run task */
- }
- }
- }
- //========================================================================
- // 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 */
- };
- //========================================================================
- // 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");
- }
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。
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