【第20期】延时的艺术：HAL_Delay vs vTaskDelay

裸机与RTOS核心差异 ：裸机的延时是**"死等"（烧电、霸占 CPU）；RTOS 的延时是"挂起"**（让权、省电）。

我们在学习 STM32 的第一天就用过 HAL_Delay()。来看看它的底层逻辑（简化版）：

void HAL_Delay(uint32_t Delay) {

uint32_t tickstart = HAL_GetTick(); // 记录开始时间

// 死循环检查

while ((HAL_GetTick() - tickstart) < Delay) {

// 空转！CPU 在这里疯狂跑圈，什么有意义的事都没做。

// 就像一个人盯着手表看，每一秒都数着过。

}

后果：

霸道：当 CPU 执行 HAL_Delay(1000) 时，这 1 秒钟内，主循环里排在后面的所有任务（按键扫描、屏幕刷新）全部被迫暂停。整个系统处于"假死"状态。
烧电：虽然 CPU 没干正事，但它处于全速运行状态（Run Mode），电流消耗是最大的（例如 20mA）。

RTOS 的 vTaskDelay (FreeRTOS) 或 OS_Delay (uCOS) 完全不同。

当你在任务 A 中调用 vTaskDelay(1000) 时，操作系统内核会做一系列复杂的动作：

直观感受：任务 A 说："我要睡 1 秒。" 然后它就真的"消失"了。CPU 转头去干别的事。直到 1 秒后，系统滴答中断（SysTick）发现时间到了，才会把任务 A 从"小黑屋"里放出来，重新回到【就绪列表】排队。

你可能会问："如果系统里只有任务 A，它延时了，CPU 把权交出来，交给谁呢？"

这时候，RTOS 会自动创建一个最低优先级的保底任务------空闲任务 (Idle Task)。

当所有业务任务都处于"阻塞"或"延时"状态时，CPU 就会运行空闲任务。更厉害的是，我们可以在空闲任务里植入低功耗代码（Hook 函数）：

void vApplicationIdleHook(void) {

// 汇编指令 WFI (Wait For Interrupt)

// 它的作用是：CPU 暂停运行，停止取指，时钟停振，进入休眠。

// 直到下一个中断（比如 SysTick 或串口中断）来临，CPU 才会瞬间醒来。

__WFI();

}

巨大的功耗差异：

裸机 Delay：CPU 100% 时间全速跑，电流 ~20mA。
RTOS Delay ：如果任务大部分时间在 Delay，CPU 大部分时间在 Idle Task 里执行 WFI 睡觉。电流可能降到 ~5mA 甚至更低。

RTOS 通常提供两种延时 API，新手容易混淆。

vTaskDelay (相对延时)：
- 含义：从调用这一行代码的时刻开始，延时 N 个节拍。
- 场景：简单的 Sleep。
- 缺点：如果有高优先级中断打断，或者任务执行本身耗时，会导致周期累计误差。比如你想每 1000ms 闪一次灯，结果变成了 1005ms, 1010ms...
vTaskDelayUntil (绝对延时)：
- 含义：从上一次唤醒的时刻算起，让整个任务周期严格等于 N 个节拍。
- 场景：需要高精度周期的采样任务（如每 2ms 读取一次 ADC）。它会自动扣除任务执行本身消耗的时间，多退少补。