FreeRTOS 软定时器实现

1万 · 2021-11-16 15:12

本帖最后由 keer_zu 于 2021-11-16 15:15 编辑

简述考虑平台硬件定时器个数限制的， FreeRTOS 通过一个 Daemon 任务（启动调度器时自动创建）管理软定时器，满足用户定时需求. Daemon 任务会在其执行期间检查用户启动的时间周期溢出的定时器，并调用其回调函数。
对于硬件定时器的中断服务程序，我们知道不应该在里面执行复杂，可能导致阻塞的工作，相应的，虽然软定时器实际是在定时Daemon 任务中执行，但是阻塞的话会导致其他定时器调用被延时，所以实际使用也应该避免。
软定时器是通过一个任务来辅助实现，该功能是可裁剪的，只有设置 FreeRTOSConfig.h 中configUSE_TIMERS == 1 将相关代码编译进来, 才能正常使用相关功能。
分析的源码版本是 v9.0.0

1万 · 2021-11-16 15:15

使用定时器开始先介绍下如何在自己的工程中使用 FreeRTOS 的软件定时器。
配置定时器服务任务程序中需要使用到软件定时器，需要先在 FreeRTOSConfig.h 中正确配置如下宏：

configUSE_TIMERS
是否编译定时器相关代码，如需要使用定时器，设置为 1
configTIMER_TASK_PRIORITY
设置定时器Daemon 任务优先级，如果优先级太低，可能导致定时器无法及时执行
configTIMER_QUEUE_LENGTH
设置定时器Daemon 任务的命令队列深度，设置定时器都是通过发送消息到该队列实现的。
configTIMER_TASK_STACK_DEPTH
设置定时器Daemon 任务的栈大小

1万 · 2021-11-16 15:16

创建启动停止定时器

如下示例代码所示

复制

TimerHandle_t xTimerUser; // 定义句柄



// 定时器回调函数格式

void vTimerCallback( TimerHandle_t xTimer )

{

    // do something no block

    // 获取溢出次数

    static uin32_t ulCount = ( uint32_t ) pvTimerGetTimerID( xTimer );

    // 累积溢出次数

    ++ulCount; 

    // 更新溢出次数

    vTimerSetTimerID( xTimer, ( void * ) ulCount );

    

    if （ulCount == 10） {

        // 停止定时器

        xTimerStop( xTimer, 0 );

    }

}



void fun()

{

    // 申请定时器， 配置

    xTimerUser = xTimerCreate

                   /*调试用， 系统不用*/

                   ("Timer's name",

                   /*定时溢出周期， 单位是任务节拍数*/

                   100,   

                   /*是否自动重载， 此处设置周期性执行*/

                   pdTRUE,

                   /*记录定时器溢出次数， 初始化零, 用户自己设置*/

                  ( void * ) 0,

                   /*回调函数*/

                  vTimerCallback);

                  

     if( xTimerUser ！= NULL ) {

        // 启动定时器， 0 表示不阻塞

        xTimerStart( xTimerUser, 0 );

    }

}

1万 · 2021-11-16 15:17

如上所示，调用函数 xTimerCreate申请，配置定时器，通过 xTimerStart 启动定时器，当定时器计数溢出时，系统回调注册的函数。
定时器可以设置为一次性 One-shot 或者自动重载 Auto-reload 两种，第一种溢出后停止定时器，第二种溢出后会再次启动定时器。

1万 · 2021-11-16 15:18

修改定时器

在申请定时器的时候设置的定时器周期，可以通过函数 xTimerChangePeriod 修改，如下示例：

复制

 void vAFunction_2( TimerHandle_t xTimer )

 {

     // 判断定时器是否处于运行状态

     if( xTimerIsTimerActive( xTimer ) != pdFALSE )

     {

         /* xTimer is active, do something. */

     }

     else

     {

         // 处于这个状态的定时器， 可能由于 ： 

         // 1 定时器 create 后没有start

         // 2 一次性定时器执行溢出后

         

         // 修改定时器周期

         if( xTimerChangePeriod( xTimer, 

                /*修改定时周期*/

                500 / portTICK_PERIOD_MS, 

            /*允许阻塞最大时间 100 ticks*/

            100 ) == pdPASS )

         {

             // update fail

             // 阻塞 100 tick 仍然无法发送命令

             

             // 删除定时器 释放对应内存！

             xTimerDelete( xTimer );

         }

         else 

         {

             // 定时器配置更新成功， 并已经启动 ！！

         }

    } 

 }

如上，该函数会修改定时器并使定时器开始运行！！！

1万 · 2021-11-16 15:22

另外，可以通过函数 xTimerReset 重启定时器，如果已经启动计数，重新开始计数; 如果没有启动，启动定时器。

定时器使用系统提供 API，涉及 Queue 操作，如果是在中断程序中调用，需要调用对应带 FromISR的接口。

1万 · 2021-11-16 15:23

获取定时器状态

其他获取定时器信息的函数

复制

// 获取名称 ， 申请是设置的字符串

pcTimerGetName()

// 定时器溢出周期

xTimerGetPeriod()

// 返回定时器溢出的时间点 （--> xTaskGetTickCount()）

xTimerGetExpiryTime()

1万 · 2021-11-16 15:24

定时器的实现参考：
定时器

FreeRTOS 软定时器实现

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