RTX操作系统-定时器组

只看该作者 · 2016-3-3 22:28

定时器组

本章节为大家讲解RTX支持的定时器组，或者叫软件定时器，或者叫用户定时器均可。软件定时器的功能比较简单，也容易掌握。被称为定时器组是因为用户可以创建多个定时器，创建的个数是可配置的。

本章教程配套的例子含Cortex-M3内核的STM32F103和Cortex-M4内核的STM32F407。

17.1 定时器组介绍

17.2 定时器组API函数

17.3 实验例程说明

17.4 总结

17.1 定时器组介绍

RTX提供的定时器功能仅支持单次定时器，也就是用户创建了定时器并启动了定时器后，定时时间到将不再重新执行，此定时器会被删除掉并且就执行一次，下次使用要重新的创建，这个就是单次定时器的含义。另外就是单次定时时间到后会调用定时器的回调函数，用户可以回调函数中加入需要执行的工程代码。

使用此定时器组注意以下问题：

（1）定时器回调函数os_tmr_call在文件RTX_Conf_CM.c文件中。

（2）定时器回调函数os_tmr_call中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，因为回调函数是在滴答定时器中断中执行的。

（3）RTX的定时器仅支持单次，不支持周期性执行，如果需要周期执行，需要重复创建。

（4）可以创建的定时器个数可以在RTX配置向导中设置：

只看该作者 · 2016-3-3 22:29

17.2 定时器组API函数

使用如下3个函数可以实现RTX的定时器组：

os_tmr_create

os_tmr_kill

os_tmr_call

关于这3个函数的讲解及其使用方法可以看教程第3章3.3小节里面说的参考资料rlarm.chm文件

这里我们重点的说一下函数os_tmr_create和os_tmr_call。

17.2.1 函数os_tmr_create

函数原型：

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OS_ID os_tmr_create (

    U16 tcnt,      /* 定时器的时钟节拍个数 */

    U16 info );    /* 定时器回调函数的参数，可用于区分不同的定时器 */

函数描述：

函数os_tmr_create用于创建定时器组并启动定时器，定时时间到后调用回调函数os_tmr_call。函数os_tmr_create的第二个参数也会传递给回调函数os_tmr_call用于区分不同的定时器。

（1）第1个参数填写定时器的时钟节拍个数。范围0-0xFFFF。

（2）第2个参数填写回调函数的参数，可用于区分不同的定时器。

（3）定时器创建成功的话会返回定时器的ID标识，失败的话返回NULL。

使用举例：

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#include <rtl.h>

 

/* 定时器句柄 */

OS_ID  OneShotTimerID1;

 

__task void task1 (void) {

   ..

  OneShotTimerID1= os_tmr_create (10, 1);

  if (OneShotTimerID1 == NULL) {

    printf ("创建失败\n");

  }

   ..

}

只看该作者 · 2016-3-3 22:30

17.2.2 函数os_tmr_call

函数原型：

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void os_tmr_call (

    U16 info );    /*定时器回调函数的参数，可用于区分不同的定时器*/

函数描述：

当函数os_tmr_create设置的定时时间到后调用回调函数os_tmr_call。函数os_tmr_create的第二个参数也会传递给回调函数os_tmr_call用于区分不同的定时器。此函数执行完毕后，通过函数os_tmr_create创建的定时器会被删除，下次使用需要重新创建。

（1）此函数的参数不需要用户去添加，系统会自动将函数os_tmr_create第二个参数赋值给这个参数。

使用举例：

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#include <rtl.h>

 

void os_tmr_call (U16 info) {

  /* 定时器回调函数中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，此回调函数是在

     滴答定时器中断中执行的。

  */

  switch(info)

  {

case 1:          /* 参数为1 */

         isr_sem_send (&semaphore);     

         break;

         

      case 2:          /* 参数为2 */

        bsp_LedToggle(1);   

        break;

  }

}

只看该作者 · 2016-3-3 22:31

17.3 实验例程说明
17.3.1 STM32F103开发板实验

配套例子：

V4-416_RTX实验_定时器组

实验目的：

1. 学习RTX的定时器组

2. RTX的定时器仅支持单次，不支持周期性执行，如果需要周期执行，需要重复创建

3. 定时器回调函数os_tmr_call中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，此回调函数是在滴答定时器中断中执行的。

4. 回调函数os_tmr_call在文件RTX_Conf_CM.c文件中。

实验内容：

1.K1按键按下，串口打印。

2.K2键按下，创建单次定时器，10个系统时钟节拍后在定时器回调函数中给任务AppTaskMsgPro发信号量同步信号。

3.K3键按下，创建单次定时器，10个系统时钟节拍后在定时器回调函数翻转LED1。

4.各个任务实现的功能如下：

AppTaskUserIF任务：按键消息处理。

AppTaskLED任务：LED闪烁。

AppTaskMsgPro任务：消息处理，等待RTX定时器发来的信号量同步信号。

AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

RTX配置：

RTX配置向导详情如下：

Task Configuration

Number of concurrent running tasks

允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务：

AppTaskUserIF任务：按键消息处理。

AppTaskLED任务：LED闪烁。

AppTaskMsgPro任务：消息处理，等待RTX定时器发来的信号量同步信号。

AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

Number of tasks with user-provided stack

创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。

Number of user timers

范围1 – 250，表示用户定时器个数。

这里创建了1个用户定时器。

RTX任务调试信息：

程序设计：

任务栈大小分配：

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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 */

将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。

系统栈大小分配：

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2016-2-2 17:27 上传

只看该作者 · 2016-3-3 22:31

RTX初始化：

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/*

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

*    函 数 名: main

*    功能说明: 标准c程序入口。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

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

*/

int main (void)

{   

     /* 初始化外设 */

     bsp_Init();

    

     /* 创建启动任务 */

     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */

                       4,                        /* 任务优先级 */

                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */

                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

     while(1);

}

RTX任务创建：

复制

/*

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

*    函 数 名: AppTaskCreate

*    功能说明: 创建应用任务

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

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

*/

static void AppTaskCreate (void)

{

     HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF,             /* 任务函数 */

                                           1,                         /* 任务优先级 */

                                           &AppTaskUserIFStk,         /* 任务栈 */

                                           sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

    

     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */

                                        2,                       /* 任务优先级 */

                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */

                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */

    

     HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro,             /* 任务函数 */

                                           3,                         /* 任务优先级 */

                                           &AppTaskMsgProStk,         /* 任务栈 */

                                           sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

}

只看该作者 · 2016-3-3 22:32

创建信号量：

复制

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);

    

}

四个RTX任务的实现，定时器的创建在任务AppTaskUserIF中实现：

复制

/*

/*

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

*    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，创建单次定时器，定时时间10个系统时钟节拍, 在定时器回调函数中给任务

                      AppTaskMsgPro发信号量同步信号

                   */

                   case KEY_DOWN_K2:

                       printf("K2键按下，创建单次定时器，10个系统时钟节拍后在定时器回调函数中给任务

AppTaskMsgPro发信号量同步信号\r\n");

                       /*

                         1. RTX的定时器仅支持单次，不支持周期性执行，如果需要周期执行，需要重复创建

                         2. 定时器回调函数os_tmr_call中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，此回调函

数是在滴答定时器中断中执行的。

                         3. 回调函数os_tmr_call在文件RTX_Conf_CM.c文件中。

                       */

                       OneShotTimerID1 = os_tmr_create(10,  /* 定时10个系统时钟节拍 */

                                                      1);  /* 回调函数的参数，可用于区分不同的定时器 */

                      

                       if (OneShotTimerID1 == NULL)

                       {

                            /* 没有创建成功，用户可以在这里加入创建失败的处理机制 */

                       }

                       break;

                      

                   case KEY_DOWN_K3:

                       printf("K3键按下，创建单次定时器，10个系统时钟节拍后在定时器回调函数翻转LED1\r\n");

                       OneShotTimerID2 = os_tmr_create(10,  /* 定时10个系统时钟节拍 */

                                                       2);  /* 回调函数的参数，可用于区分不同的定时器 */

                      

                       if (OneShotTimerID2 == NULL)

                       {

                            /* 没有创建成功，用户可以在这里加入创建失败的处理机制 */

                       }

                       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RTX定时器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(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);

    }

}

只看该作者 · 2016-3-3 22:33

定时器回调函数的实现，在文件RTX_Conf_CM.c：

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/*--------------------------- os_tmr_call -----------------------------------*/

#include "bsp.h"

extern OS_SEM semaphore;

void os_tmr_call (U16 info) {

  /* This function is called when the user timer has expired. Parameter   */

  /* 'info' holds the value, defined when the timer was created.          */

 

  /* HERE: include optional user code to be executed on timeout. */

  /* 定时器回调函数中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，此回调函数是在

     滴答定时器中断中执行的。

  */

  switch(info)

  {

     case 1:          /* 参数为1 */

      isr_sem_send (&semaphore);     

      break;

    

     case 2:          /* 参数为2 */

       bsp_LedToggle(1);   

      break;

  }

}

17.3.2 STM32F407开发板实验

配套例子：

V4-416_RTX实验_定时器组

实验目的：

1. 学习RTX的定时器组。

2. RTX的定时器仅支持单次，不支持周期性执行，如果需要周期执行，需要重复创建。

3. 定时器回调函数os_tmr_call中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，此回调函数是在滴答定时器中断中执行的。

4. 回调函数os_tmr_call在文件RTX_Conf_CM.c文件中。

实验内容：

1.K1按键按下，串口打印。

2.K2键按下，创建单次定时器，10个系统时钟节拍后在定时器回调函数中给任务AppTaskMsgPro发信号量同步信号。

3.K3键按下，创建单次定时器，10个系统时钟节拍后在定时器回调函数翻转LED1。

4.各个任务实现的功能如下：

AppTaskUserIF任务：按键消息处理。

AppTaskLED任务：LED闪烁。

AppTaskMsgPro任务：消息处理，等待RTX定时器发来的信号量同步信号。

AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

RTX配置：

RTX配置向导详情如下：

Task Configuration

Number of concurrent running tasks

允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务：

AppTaskUserIF任务：按键消息处理。

AppTaskLED任务：LED闪烁。

AppTaskMsgPro任务：消息处理，等待RTX定时器发来的信号量同步信号。

AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

Number of tasks with user-provided stack

创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。

Number of user timers

范围1 – 250，表示用户定时器个数。

这里创建了1个用户定时器。

RTX任务调试信息：

只看该作者 · 2016-3-3 22:34

将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。

系统栈大小分配：

RTX初始化：

复制

/*

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

*    函 数 名: main

*    功能说明: 标准c程序入口。

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

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

*/

int main (void)

{   

     /* 初始化外设 */

     bsp_Init();

    

     /* 创建启动任务 */

     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */

                       4,                        /* 任务优先级 */

                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */

                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

     while(1);

}

RTX任务创建：

复制

/*

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

*    函 数 名: AppTaskCreate

*    功能说明: 创建应用任务

*    形    参: 无

*    返 回 值: 无

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

*/

static void AppTaskCreate (void)

{

     HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF,             /* 任务函数 */

                                           1,                         /* 任务优先级 */

                                           &AppTaskUserIFStk,         /* 任务栈 */

                                           sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

    

     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */

                                        2,                       /* 任务优先级 */

                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */

                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */

    

     HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro,             /* 任务函数 */

                                           3,                         /* 任务优先级 */

                                           &AppTaskMsgProStk,         /* 任务栈 */

                                           sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */

}

创建信号量：

复制

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);

    

}

只看该作者 · 2016-3-3 22:35

四个RTX任务的实现，定时器的创建在任务AppTaskUserIF中实现：

复制

/*--------------------------- os_tmr_call -----------------------------------*/

#include "bsp.h"

extern OS_SEM semaphore;

void os_tmr_call (U16 info) {

  /* This function is called when the user timer has expired. Parameter   */

  /* 'info' holds the value, defined when the timer was created.          */

 

  /* HERE: include optional user code to be executed on timeout. */

  /* 定时器回调函数中仅支持isr_开头的系统函数，os_开头的不支持，此回调函数是在

     滴答定时器中断中执行的。

  */

  switch(info)

  {

     case 1:          /* 参数为1 */

      isr_sem_send (&semaphore);     

      break;

    

     case 2:          /* 参数为2 */

       bsp_LedToggle(1);   

      break;

  }

}