STM32---FreeRTOS时间片调度实验

一、简介

**时间片调度：**同等优先级任务轮流地享有相同的CPU时间（可设置），叫时间片，在FreeRTOS中，一个时间片就等于SysTick中断周期；

二、实验

实验设计：

把滴答定时器中断频率设置为50ms，需要修改FreeRTOSConfig.h里面的宏：

1s / 50ms = 20Hz
#define configTICK_RATE_HZ ( ( TickType_t ) 20) // 系统节拍频率，20Hz（50ms 一个节拍）

代码：

main.c

cs 复制代码

#include "stm32f10x.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "freertos_demo.h"
#include "Delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"

 
 int main(void)
 {	
	 
	 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组 4 
	 uart_init(115200);	 
	 delay_init();
	 
	    // 创建任务
   FrrrRTOS_Demo();
		 	  
}

freertos_demo.c

cs 复制代码

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"

/******************************************************************任务配置****************************************************/
//任务优先级
#define START_TASK_PRIO					1
//任务堆栈大小	
#define START_TASK_STACK_SIZE 	128  
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);


//任务优先级
#define TASK1_PRIO							2
//任务堆栈大小	
#define TASK1_STACK_SIZE 				128  
//任务句柄
TaskHandle_t Task1_Handler;
//任务函数
void task1(void *pvParameters);
 
//任务优先级
#define TASK2_PRIO							2
//任务堆栈大小	
#define TASK2_STACK_SIZE 				128  
//任务句柄
TaskHandle_t Task2_Handler;
//任务函数
void task2(void *pvParameters);





/******************************************************************任务函数****************************************************/
void FrrrRTOS_Demo(void)
{
			 //创建开始任务
		xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            			//任务函数
                ( char*         )"start_task",          			//任务名称
                (uint16_t       )START_TASK_STACK_SIZE, 			//任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  			//传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       			//任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   			//任务句柄 
	  // 启动任务调度
		vTaskStartScheduler();
	 
}


 void start_task(void *pvParameters)
{
	 taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
    //创建1任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,     	
                (const char*    )"task1",   	
                (uint16_t       )TASK1_STACK_SIZE, 
                (void*          )NULL,				
                (UBaseType_t    )TASK1_PRIO,	
                (TaskHandle_t*  )&Task1_Handler); 
    //创建2任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,     
                (const char*    )"task2",   
                (uint16_t       )TASK2_STACK_SIZE, 
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task2_Handler);    
  
		
    vTaskDelete(NULL); 							//删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}


//1 任务函数
void task1(void *pvParameters)
{
	uint32_t task1_num = 0;
	while(1)
	{
		taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
		printf("任务1运行次数：%d\r\n",++task1_num);
		taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
		delay_xms(10);

	}
}


//2 任务函数
void task2(void *pvParameters)
{
	uint32_t task2_num = 0;
	while(1)
  {
		taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
		printf("任务2运行次数：%d\r\n",++task2_num);
		taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
		delay_xms(10);
  }
}

实验解析：

不加临界区：

平均每个任务打印4次；这时候就有人问了为什么滴答定时器的中断中期是50ms，而打印时间间隔是10ms，50/10 = 5；却只打印了四次？

因为打印也需要时间，所以打印次数可能是4~5次；

看上图打印的时候有些信息未打印完整，就开始任务切换了，那是因为一个时间片只有50ms，可能没打印完就到时间了。

添加临界区：

添加临界区就会强制执行完打印信息在切换，就不会出现上述问题了。

三、重点

滴答定时中断周期频率设置：

1000（ms）/ 中断周期 = 一个周期所需要时间

#define configTICK_RATE_HZ ( ( TickType_t ) 20 ) // 系统节拍频率，1000Hz（50ms 一个节拍）

时间片特性：

给任务分配的一个时间片，不管任务是否完成都不会继续等待；未使用完的时间片，直接丢弃；下次轮到这个任务重新分配一个时间片。