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FreeRTOS_004_FreeRTOSConfig.h配置文件(一) 升級版

黃工的嵌入式技術圈 ? 來源:黃工的嵌入式技術圈 ? 2020-03-14 14:06 ? 次閱讀
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寫在前面

上一篇我文章提供大家可直接運行的代碼,如果測試過的朋友應該知道,想要FreeRTOS運行起來其實很簡單,不用修改很多代碼和配置信息,就可以將FreeRTOS添加到自己的工程中并成功跑起來。

從本文開始講述FreeRTOS中的代碼,為了照顧大部分朋友,還是以簡單,基礎為原則。

FreeRTOS中“FreeRTOSConfig.h”配置的內容隨著版本(功能)的增加而增加,也就是說隨著系統功能的增加,對應需要的配置信息也響應增加了。但是系統為了兼容之前的代碼,系統自身做了兼容處理。

比如:configUSE_QUEUE_SETS是屬于“FreeRTOSConfig.h”中定義的選項,如果用戶沒有定義,則在“FreeRTOS.h”中有類似如下定義。

#ifndefconfigUSE_QUEUE_SETS

#defineconfigUSE_QUEUE_SETS0

#endif

開始設計FreeRTOS系統時,工程師們肯定會想到,要盡量減少開發者的開發難度。我們初學移植FreeRTOS時,“FreeRTOSConfig.h”中的大部分配置都選擇默認即可。只有后期熟悉了,開發需要使用較多功能的時候,里面各項的配置就必須要熟透。

對英文不反感的朋友建議參考官網的內容,畢竟官網的資料才是最權威的。

官網地址:

http://www.freertos.org/a00110.html

從官網提供的資料,可以看得出“FreeRTOSConfig.h”將配置信息劃分為10大類,但是很多配置信息我們都可以選擇不用(或者不定義)。

微信公眾號中技術文章篇幅不易過長,本文針對初學者,先講述通用的配置。

通用配置

這一章也叫基本配置,反正就是需要我們定義的一些配置,也是比較重要的配置。

提示:帶(*)的為相對理解一點,或者較重要。

FreeRTOSConfig.h配置文件牽涉到許多關于系統方面的名詞,可能許多初學者不容易理解。比如:信號量、消息隊列、互斥鎖、事件組······等。

不過不用擔心,先有個大概了解,我后期會再次有針對性的重點講述。

1.configUSE_PREEMPTION

調度模式配置

配置為0:合作式調度,即時間片輪流執行;

配置為1:搶占式調度,即優先級高的任務搶先執行;

由于我們要求實時響應,就配置為1,使用搶占式調度方式。否則就發揮不到實時操作系統的作用。

2.configCPU_CLOCK_HZ

CPU時鐘,就是我們常說的主頻。注意:單位是Hz。

如:STM32F407主頻為168M:

#define configCPU_CLOCK_HZ (168000000)

3.configTICK_RATE_HZ

系統滴答,即系統每秒鐘滴答的次數,可以說是系統的心跳,但需要和主頻區分開來。系統滴答的值要根據CPU主頻來看,一般主頻越高,取值相對越大,一般在100至1000之間。

簡單舉例:系統滴答決定vTaskDelay。

比如:

#define configTICK_RATE_HZ (1000)

則:

vTaskDelay(1000),表示延時1S。

4.configMAX_PRIORITIES

系統最大優先級值

我們創建任務是,配置的優先級值不能超過這個最大值。

xTaskCreate(vAppTask1, "Task1", TASK1_STACK_SIZE, NULL,TASK1_PRIORITY, NULL);

提示:

a.系統優先級和中斷優先級原理類似,高優先級的會搶在低優先級的前面,但需要區分系統和中斷優先級的應用場景。

b.FreeRTOS中優先級數值越大,優先級越高。而UCOS則相反。

5.configMINIMAL_STACK_SIZE

最小堆棧值

在系統中,一般用于空閑、定時等一些系統任務中,當然,我們有些地方也可以使用這個定義的堆棧值。

注意數值的單位,一般在ARM中為4個字節。

6.configTOTAL_HEAP_SIZE

系統總共堆(棧)大小

我們需要根據需要使用的情況定義這個值。不能定義太小,太小內存容易溢出;也不能定義太大,有些芯片RAM本身就不大(有些就只有幾K),如果太大我們就沒法定義太多全局變量,或分配其他堆棧空間。

7.configMAX_TASK_NAME_LEN

任務名稱最大長度

也就是創建任務定義任務名稱的字符串長度

xTaskCreate(vAppTask1, "Task1", TASK1_STACK_SIZE, NULL, TASK1_PRIORITY, NULL);

提示:結束符 '\0'也包含在內。

8.configUSE_16_BIT_TICKS

是否使用16位滴答計數值

配置為0:則使用32位的滴答計數值,一般在32位處理器中都是配置為0;

配置為1:則使用16位的滴答計數值,一般8位或者16位處理器中配置為1。

9.configIDLE_SHOULD_YIELD

是否讓空閑任務“放棄”搶占

也就是說在執行與空閑任務相同優先級的任務過程中,空閑任務是否具有搶占的機會。

配置為0:不放棄搶占;

配置為1:放棄搶占;

10.configUSE_MUTEXES

是否使用互斥鎖

配置為0:不使用

配置為1:使用

提示:互斥鎖也叫互斥信號量,也就是說對資源“加鎖”。它的作用是實現多任務間共享資源的獨占式處理。簡單的說,就是某個資源在某一時刻只允許一個任務處理,處理完之后才允許其他任務處理該資源。

比如:A任務優先級高,B任務優先級低;AB任務都會使用一個串口發送指令數據,(即每次必須發送完成,不能發送到一半就被打斷)。

當B任務正在發送數據時,A任務處于就緒狀態(要打斷B任務)。那么B任務就需要使用互斥鎖占有該串口(加鎖,占有該資源),等發送完指令,就釋放該串口(開鎖,釋放該資源)。一旦釋放了該資源,A任務就可以使用該串口(資源)了。

11.configUSE_RECURSIVE_MUTEXES

是否使用遞歸互斥鎖

配置為0:不使用

配置為1:使用

13.configQUEUE_REGISTRY_SIZE(*)

可添加(或登記)隊列名的數量

這個配置信息不好翻譯,它主要結合vQueueAddToRegistry與vQueueUnregisterQueue這兩個函數使用。

直接上函數接口:

void vQueueAddToRegistry(QueueHandle_t xQueue, const char *pcQueueName);

void vQueueUnregisterQueue(QueueHandle_t xQueue);

從函數接口可以知道,一個函數是登記(已經創建的)隊列的名稱;一個函數是注銷隊列的名稱;

其實,主要目的就是給(已經創建的)隊列取名,方便調試查找。

提示:很多初學者理解為“可創建隊列的最大數”,這個配置參數與其完全不一樣的概念。

14.configUSE_QUEUE_SETS(*)

是否使用消息隊列“SET”功能

配置為0:不使用

配置為1:使用

這個配置信息也相對較難理解。

提示:網上很多解釋為:使能/禁止消息隊列。這個理解太籠統,與消息隊列配置相關的信息比較多,我個人覺得不正確。

15.configUSE_TIME_SLICING

是否使用時間片進行調度

這個參數結合上面第1各配置參數configUSE_PREEMPTION一起使用。

這個配置參數是在后面新版本增加的,好像在V7版本之前是沒有這個配置參數。所以,在FreeRTOSConfig.h配置文件中默認是沒有的,而是定義在FreeRTOS.h中。

#ifndef configUSE_TIME_SLICING

#define configUSE_TIME_SLICING 1

#endif

精華部分

之前推出的電子書版本反應的效果不錯。因此,堅持為大家整理FreeRTOS系列教程的PDF版本電子書。

【提示:微信公眾號不支持外鏈接】

FreeRTOS系列教程PDF電子書下載地址:

http://pan.baidu.com/s/1nuHFF5n

網上很多教程都沒有配套的Demo例程,希望我這結合Demo例程講述的一系列教程,能讓大家更加容易學會。

FreeRTOS_STM32F0_Demo下載地址:

http://pan.baidu.com/s/1qYbmfy0

FreeRTOS_STM32F1_Demo下載地址:

http://pan.baidu.com/s/1jHDHRPc

FreeRTOS_STM32F2_Demo下載地址:

http://pan.baidu.com/s/1mi3eIdq

FreeRTOS_STM32F3_Demo下載地址:

http://pan.baidu.com/s/1kUZu5G7

FreeRTOS_STM32F4_Demo下載地址:

http://pan.baidu.com/s/1bplLZ7x

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