FreeRTOS学习之路，以STM32F103C8T6为实验MCU（2-7：软件定时器）

学习之路主要为FreeRTOS操作系统在STM32F103（STM32F103C8T6）上的运用，采用的是标准库编程的方式，使用的IDE为KEIL5。

注意！！！本学习之路可以通过购买STM32最小系统板以及部分配件的方式进行学习，也可以通过Proteus仿真的方式进行学习。

后续文章会同时发表在个人博客(jason1016.club)、CSDN；

视频会发布在bilibili(UID:399951374)

一、概念（干啥用的）

不调用硬件定时器资源，用软件模拟定时器，但是只能起到计时作用，也没有定时器外设准

软件定时器允许设置一段时间，当设置的时间到达之后就执行指定的功能函数，被定时器调用的这个功能函数叫做定时器的回调函数。回调函数的两次执行间隔叫做定时器的定时周期，简而言之，当定时器的定时周期到了以后就会执行回调函数 。

软件定时器的回调函数是在定时器服务任务中执行的，所以一定不能在回调函数中调用任何会阻塞任务的 API 函数！比如，定时器回调函数中千万不能调用 vTaskDelay()、vTaskDelayUnti()，还有一些访问队列或者信号量的非零阻塞时间的 API 函数也不能调用。

二、原理（他是怎么工作的）

定时器是一个可选的、不属于 FreeRTOS 内核的功能，它是由定时器服务(或 Daemon)任务来提供的。FreeRTOS 提供了很多定时器有关的 API 函数，这些 API 函数大多都使用 FreeRTOS的队列发送命令给定时器服务任务。这个队列叫做定时器命令队列。定时器命令队列是提供给FreeRTOS 的软件定时器使用的，用户不能直接访问！

三、配置

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/***************************************************************************************************************/
/*                                FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项                                            */
/***************************************************************************************************************/
#define configUSE_TIMERS                        1                               //为1时启用软件定时器
#define configTIMER_TASK_PRIORITY                (configMAX_PRIORITIES-1)        //软件定时器优先级
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH                5                               //软件定时器队列长度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH            (configMINIMAL_STACK_SIZE*2)    //软件定时器任务堆栈大小

四、软件定时器的类型

|-------|---------------------------|
| 单次定时器 | 定时器回调函数就执行一次 |
| 周期定时器 | 一旦启动以后就会在执行完回调函数以后自动的重新启动 |

五、软件定时器的操作函数

1、复位软件定时器

有时候我们可能会在定时器正在运行的时候需要复位软件定时器，复位软件定时器的话会重新计算定时周期到达的时间点，这个新的时间点是相对于复位定时器的那个时刻计算的，并不是第一次启动软件定时器的那个时间点。

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//任务级复位软件定时器
BaseType_t xTimerReset( TimerHandle_t xTimer,        //xTimer： 要复位的软件定时器的句柄。
                        TickType_t xTicksToWait )    //xTicksToWait： 设置阻塞时间，调用函数 xTimerReset ()开启软件定时器其实就是向定时器命令队列发送一条 tmrCOMMAND_RESET 命令，既然是向队列发送消息，那肯定会涉及到入队阻塞时间的设置。
/*返回值：
    pdPASS: 软件定时器复位成功，其实就是命令发送成功。
    pdFAIL: 软件定时器复位失败，命令发送失败*/
    
//中断级复位软件定时器
aseType_t xTimerResetFromISR( TimerHandle_t xTimer,                    //xTimer： 要复位的软件定时器的句柄。
                              BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );//pxHigherPriorityTaskWoken： 记退出此函数以后是否进行任务切换，这个变量的值函数会自动设置的，用户不用进行设置，用户只需要提供一个变量来保存这个值就行了。当此值为 pdTRUE 的时候在退出中断服务函数之前一定要进行一次任务切换。
/*返回值:
    pdPASS: 软件定时器复位成功，其实就是命令发送成功。
    pdFAIL: 软件定时器复位失败，命令发送失败。*/

2、创建软件定时器

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//动态方法
TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName,             //pcTimerName： 软件定时器名字，名字是一串字符串，用于调试使用。
                            TickType_t xTimerPeriodInTicks,             //xTimerPeriodInTicks ： 软件定时器的定时器周期， 单位是时钟节拍数。可以借助portTICK_PERIOD_MS 将 ms 单位转换为时钟节拍数。举个例子，定时器的周期为 100 个时钟节拍的话，那么 xTimerPeriodInTicks 就为100，当定时器周期为 500ms 的时候 xTimerPeriodInTicks 就可以设置为(500/ portTICK_PERIOD_MS)。
                            UBaseType_t uxAutoReload,                   //uxAutoReload： 设置定时器模式，单次定时器还是周期定时器？当此参数为 pdTRUE的时候表示创建的是周期定时器。如果为 pdFALSE 的话表示创建的是单次定时器。
                            void * pvTimerID,                           //pvTimerID： 定时器 ID 号，一般情况下每个定时器都有一个回调函数，当定时器定时周期到了以后就会执行这个回调函数。但是 FreeRTOS 也支持多个定时器共用同一个回调函数，在回调函数中根据定时器的 ID 号来处理不同的定时器。
                            TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )//pxCallbackFunction： 定时器回调函数，当定时器定时周期到了以后就会调用这个函数。
/*返回值：
    NULL: 软件定时器创建失败。
    其他值: 创建成功的软件定时器句柄。*/

3、开启软件定时器

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//任务级开启软件定时器
BaseType_t xTimerStart( TimerHandle_t xTimer,     //xTimer： 要开启的软件定时器的句柄。
                        TickType_t xTicksToWait ) //xTicksToWait： 设置阻塞时间，调用函数 xTimerStart()开启软件定时器其实就是向定时器命令队列发送一条 tmrCOMMAND_START 命令，既然是向队列发送消息，那肯定会涉及到入队阻塞时间的设置。
/*返回值：
    pdPASS: 软件定时器开启成功，其实就是命令发送成功。
    pdFAIL: 软件定时器开启失败，命令发送失败。*/
    
//中断级开启软件定时器
BaseType_t xTimerStartFromISR( TimerHandle_t xTimer,                    //xTimer： 要开启的软件定时器的句柄。
                               BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );//pxHigherPriorityTaskWoken： 标记退出此函数以后是否进行任务切换，这个变量的值函数会自动设置的，用户不用进行设置，用户只需要提供一个变量来保存这个值就行了。当此值为 pdTRUE 的时候在退出中断服务函数之前一定要进行一次任务切换。
/*返回值：
    pdPASS: 软件定时器开启成功，其实就是命令发送成功。
    pdFAIL: 软件定时器开启失败，命令发送失败。*/

4、停止软件定时器

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//任务级停止软件定时器
BaseType_t xTimerStop ( TimerHandle_t xTimer,     //xTimer： 要停止的软件定时器的句柄。
                        TickType_t xTicksToWait ) //xTicksToWait： 设置阻塞时间，调用函数 xTimerStop()停止软件定时器其实就是向定时器命令队列发送一条 tmrCOMMAND_STOP 命令，既然是向队列发送消息，那肯定会涉及到入队阻塞时间的设置。
/*返回值：
    pdPASS: 软件定时器停止成功，其实就是命令发送成功。
    pdFAIL: 软件定时器停止失败，命令发送失败。*/
    
//中断级停止软件定时器
BaseType_t xTimerStopFromISR( TimerHandle_t xTimer,                    //xTimer： 要停止的软件定时器句柄。
                              BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );//pxHigherPriorityTaskWoken： 标记退出此函数以后是否进行任务切换，这个变量的值函数会自动设置的，用户不用进行设置，用户只需要提供一个变量来保存这个值就行了。当此值为 pdTRUE 的时候在退出中断服务函数之前一定要进行一次任务切换。
/*返回值：
    pdPASS: 软件定时器停止成功，其实就是命令发送成功。
    pdFAIL: 软件定时器停止失败，命令发送失败。*/