STM32开发（FreeRTOS实时操作系统）

一、FreeRTOS实时操作系统介绍

1、FreeRTOS实时操作系统是什么

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FreeRTOS实时操作系统，是一种轻量级的实时操作系统，为了实现快速响应、快速处理
FreeRTOS实时操作系统，是RTOS实时操作系统下的一个版本/子集
FreeRTOS实时操作系统 = 裸机开发 + 多线程(多任务)并发处理

RTOS实时操作系统具备很多版本/子集：FreeRTOS、RT-Thread、Thread-X ······

基于操作系统开发的是系统开发，不基于操作系统开发的是裸机开发

2、裸机开发和系统开发的区别

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裸机开发：不使用操作系统开发，所有的驱动代码都按照main函数中的执行顺序执行
系统开发：使用操作系统开发，所有的驱动代码支持多进程/多线程的并发处理机制，实现快速响应、快速处理

多进程和多线程的区别：
    1. 资源量(进程是资源分配的最小单位、线程是任务调度的最小单位)
    2. 安全性(进程间用户空间相互独立[IPC通讯机制]、同一进程下的线程间共享同一用户资源[同步互斥])
    3. 高效性(进程间切换涉及到进程的上下文切换、线程间可以直接切换，固然线程的并发效率更高)

3、FreeRTOS实时操作系统的特点

1）多任务并发处理（实时性）

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可以独立分配堆区栈区资源给每个线程，作为多个并发执行的任务
每个线程都有自己的堆区栈区资源，和不同的优先等级

2）抢占式调度机制

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FreeRTOS实时操作系统默认使用抢占式调度机制：
    优先级不同时：系统内核会优先执行线程等待列表中优先等级最高的线程，
    优先级相同时：系统内核会按照队列思想逐个执行

注意：只有当线程变为阻塞态时，才会被抢夺内核资源

FreeRTOS实时操作系统可以设置调度机制为时间片轮询机制。

3）通讯机制

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1. 互斥锁
2. 消息队列
3. 信号量
4. 事件组

4）内存管理

4、FreeRTOS实时操作系统的任务调度机制

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linux操作系统的任务调度机制：默认使用时间片轮询机制，也可以使用抢占式任务调度机制
FreeRTOS实时操作系统的任务调度机制：默认使用抢占式任务调度机制，也可以使用时间片轮询机制

抢占式任务调度机制：给每个任务/线程分配对应的优先级等级，优先级等级高的任务/线程先执行、优先级等级低的任务/线程后执行
注意：
    任务的优先级等级就是一个数字，数字越大，优先级等级越高
    中断的优先级等级就是一个数字，数字越小，优先级等级越高

5、线程状态

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就绪态：任务的资源分配成功，等待被运行
运行态：被分配资源的任务使用系统的时间片，成功开始运行
阻塞态：任务中存在耗时、延时操作（Delay函数、超时检测）时，任务处于阻塞状态
       当某个任务处于阻塞态时，别的任务可以抢占系统的资源，进而运行
挂起态：任务1中使用挂起函数，挂起任务2，任务2处于挂起态，不会被系统调用
        需要在别的任务/任务1中使用解除挂起函数，解除任务2的挂起，此时任务2处于就绪态