FreeRTOS任务与中断服务程序ISR
- [Free RTOS与硬件中断的管理与使用](#Free RTOS与硬件中断的管理与使用)
- MCU中断与RTOS任务管理的原理及区别
- 临界区管理
Free RTOS与硬件中断的管理与使用
FreeRTOS与硬件中断的关系
FreeRTOS的任务有优先级，MCU的硬件中断也有中断优先级，这是两个不同的概念。FreeRTOS任务管理要用到硬件中断，使用FreeRTOS时也可以使用硬件中断。但是硬件中断的中断服务程序的设计要注意一些设计原则。在本章中我们将详细介绍FreeRTOS与硬件中断的关系，以及如何正确的使用硬件中断。
中断是MCU的硬件特性。STM32使用4个位设置优先级分组策略，优先级数字越低，优先级别越高。每个中断有一个ISR
FreeRTOS在SysTick中断里进行任务调度申请，在PendSV中断里进行任务调度。启用FreeRTOS后，会自动设置NVIC。
中断优先级分组策略
中FreeRTOS默认将中断优先级分组设置为 Group 4（全部4位用于抢占优先级，无子优先级），以简化中断管理。
configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY（默认值为5）：- 定义FreeRTOS可管理的最高中断优先级。
- 仅允许优先级 ≥ 5 的中断调用FreeRTOS的中断安全API函数 （如
xSemaphoreGiveFromISR）。 - 绝对禁止在优先级 < 5 的中断中调用任何FreeRTOS API函数 ，包括带
FromISR后缀的函数。
在NVIC的最右侧也会多出来一列使用Free RTOS的函数。如果勾选了这一项的话，就表示要在中断的ISR中来使用Free RTOS似的API函数。那么这个中断的优先级就不能小于5，也就是中断优先级不能设的更低。这个复选框并不会对生成的代码产生影响，它只是改变了中断优先级的可设置范围。
System tick time的中断优先级是15也是最低的系统，在System tick time中断里发出任务调度请求，只有在没有其他中断ISR运行的情况下，任务调度请求才能被及时响应。根据NVIC管理中断的特点，同等抢占优先级的中断是不能发生抢占的。所以说即使有一个强占优先级为15的中断，ISR在运行，那这两项中断就无法被及时的响应，也就不会发生任务调度，任务函数也就不会被执行。
MCU中断与RTOS任务管理的原理及区别
任务与ISR函数关系
任务函数与中断的ISR运行时序图
总结ISR执行时就无法执行任务函数。所以说如果一个ISR执行的时间比较长，任务函数就无法及时的执行，FreeRTOS也无法进行任务调度，就会导致软件响应变迟钝。
在实际的软件设计中，一般要尽量简化ISR的功能，尽可能的减少ISR占用CPU的时间。例如采用中断方式进行ADC数据采集时，只需要在ADC的中段里将数据读到缓冲区，而对数据进行滤波、频谱计算等耗时的工作就转移到任务函数里运行。当然这就涉及了中断ISR与任务函数之间的同步问题。这就是进程间的通信问题。
临界区管理
- 用于保护共享资源，暂停任务调度，防止高优先级任务抢占当前任务。
- 在临界区中，中断可能被屏蔽（具体取决于配置），但不会影响同优先级或更低优先级的中断。
FreeRTOS中的中断管理和宏函数使用
可以使用taskDISABLE_INTERRUPTS来屏蔽mcu的部分中断，然后使用taskENABLE_INTERRUPTS就可以解除屏蔽。
taskENTER_CRITICAL()以及taskEXIT_CRITICAL()，你在这两个函数之间就可以界定一个临界代码段。在临界代码段内，FreeRTOS会暂停任务调度，正在执行的任务是不会被更高优先级的任务抢占的，能够保证代码执行的连续性。
标有FROM_ISR的两个宏函数是中断服务程序ISR版。
FreeRTOS API函数分为两个版本的好处是在API的实现代码中，无需判断调用这个API的函数是一个ISR还是一个任务函数。这样就不需要再添加额外的代码，FreeRTOS代码运行效率就会更高。
注意:在ISR中绝对不可以使用任务级API函数，但是在任务函数中是可以使用中断级的API函数的。
