FREERTOS_定时器——创建和基本使用

一、核心基础概念

1. 软件定时器本质：基于系统时钟 tick 实现，由内核的 "定时器服务任务" 管理，触发时执行预设回调函数；
2. 两种工作模式 ：
   • 周期模式：定时器到期后自动重装载，持续触发回调（如周期性闪烁）；
   • 单次模式：定时器到期后停止，仅触发一次回调（如延时 3 秒后恢复默认状态）；
3. 回调函数限制 ：必须是void vCallback(TimerHandle_t xTimer)格式，不能调用阻塞 API （如vTaskDelay()、xQueueReceive()），仅执行短时间操作。

二、定时器的创建与启动流程

1、包含头文件

#include "FreeRTOS.h"
#include "timers.h" // 定时器API声明在此头文件

2、定义定时器句柄

TimerHandle_t xMyTimer; // 定时器句柄

3、创建定时器（核心步骤）

xMyTimer = xTimerCreate(
  "MyTimer",            // 定时器名称（仅调试用，可自定义）
  pdMS_TO_TICKS(500U),  // 定时周期（毫秒转FreeRTOS tick数）
  pdTRUE,               // 工作模式：pdTRUE=周期，pdFALSE=单次
  (void *)0,            // 定时器ID（区分多个定时器，自定义）
  vMyTimerCallback      // 定时器到期回调函数（必须实现）
);

4、启动定时器

创建后需调用xTimerStart()启动，否则定时器不会工作

if(xMyTimer != NULL) {
  xTimerStart(xMyTimer, 0); // 0=非阻塞启动，立即返回
}

三、定时器的基本使用（核心操作）

1、 回调函数实现（核心逻辑载体）

// 定时器回调函数（必须符合格式要求）
void vMyTimerCallback(TimerHandle_t xTimer) {
  // 示例：翻转LED（仅执行短时间操作）
  HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);
  
  // 注意：不能调用 vTaskDelay()、xQueueReceive() 等阻塞API
}

2、常用API(动态操作定时器）

函数	作用	关键参数说明
xTimerStart()	启动定时器（创建后首次启动）	xTicksToWait：启动超时时间（0 = 非阻塞）
xTimerReset()	重置定时器（重新开始计时）	适用于单次模式重复触发，或周期模式重新计时
xTimerChangePeriod()	动态修改定时器周期	第 3 个参数为超时时间（如 0 = 非阻塞修改）
xTimerStop()	停止定时器（停止后需重新启动才生效）	xTicksToWait：停止超时时间

3、周期与 tick 数转换

FreeRTOS 定时器周期以 "tick 数" 为单位，需用pdMS_TO_TICKS(ms)将毫秒转换为 tick 数（适配系统时钟频率）：

// 500毫秒 → 对应tick数（自动适配 configTICK_RATE_HZ）
pdMS_TO_TICKS(500U)

四、例子------单次

时器启动后只触发一次回调函数，触发完成后就自动停止，不会重复执行

创建

TimerHandle_t xSwitchTimer; // 模式切换定时器（单次模式）
void vSwitchTimerCallback(TimerHandle_t xTimer); // 模式切换定时器回调函数

  // 1.2 模式切换定时器（单次模式，触发后只执行一次）
  xSwitchTimer = xTimerCreate(
    "SwitchTimer",
    pdMS_TO_TICKS(SWITCH_TIMER_DELAY),
    pdFALSE,               // 单次模式
    (void *)1,             // 定时器ID=1
    vSwitchTimerCallback
  );

回调函数

/* 模式切换定时器回调函数：3秒后执行，恢复默认模式 */
void vSwitchTimerCallback(TimerHandle_t xTimer)
{
  // 定时器到期，恢复LED默认模式
  xCurrentLedMode = LED_MODE_DEFAULT;
}

xSwitchTimer是单次模式 ，代码中没有在初始化时启动它，而是在按键任务中通过 xTimerReset() 启动 / 重置。

这里我要根据按键触发启动及再次启动它，所以增加了按下按键后再次开启它

xTimerReset(xSwitchTimer, 0); // 重置定时器 若定时器已在运行，重置为3秒后触发

五、例子------周期

创建

TimerHandle_t xBlinkTimer;  // 基础闪烁定时器（周期模式）
void vBlinkTimerCallback(TimerHandle_t xTimer); // 闪烁定时器回调函数

// 1.1 基础闪烁定时器（周期模式，自动重装载）
  xBlinkTimer = xTimerCreate(
    "BlinkTimer",          // 定时器名称（仅调试用）
    pdMS_TO_TICKS(BLINK_TIMER_PERIOD), // 周期（毫秒转FreeRTOS ticks）
    pdTRUE,                // 模式：pdTRUE=周期模式，pdFALSE=单次模式
    (void *)0,             // 定时器ID（区分多个定时器）
    vBlinkTimerCallback    // 定时器到期回调函数
  );

启动

   xTimerStart(xBlinkTimer, 0); // 启动闪烁定时器（0=非阻塞启动）

回调函数

/* 定时器回调函数：定时器到期时执行（控制LED翻转）xBlinkTimer  */
void vBlinkTimerCallback(TimerHandle_t xTimer)
{
  // 根据当前LED模式，调整闪烁周期
  switch(xCurrentLedMode) {
    case LED_MODE_FAST:
      // 快闪：修改定时器周期为200ms
      xTimerChangePeriod(xBlinkTimer, pdMS_TO_TICKS(200U),0);
      break;
    case LED_MODE_SLOW:
      // 慢闪：修改定时器周期为800ms
      xTimerChangePeriod(xBlinkTimer, pdMS_TO_TICKS(800U),0);
      break;
    case LED_MODE_DEFAULT:
    default:
      // 默认：恢复500ms周期
      xTimerChangePeriod(xBlinkTimer, pdMS_TO_TICKS(500U),0);
      break;
  }

  // 翻转LED（回调函数中避免长时间操作，仅执行简单逻辑）
  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_10);
}