8.2 学习探索

中文英文-我选中文2026-10-13 11:29
cpp 复制代码 
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2026 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "queue.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart1;

/* USER CODE BEGIN PV */
QueueHandle_t xQueue1;
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void vTask1(void *Parameters);
static void vTask2(void *Parameters);
static void PrintString(const char *Str);
static void vUART1GateKeeper(void *pvParameters);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
static void vTask1(void *Parameters)
{
	char buffer[20];
	for(int i = 1;i <= 100;i ++)
	{
		sprintf(buffer,"Task1 %d\n",i);
		PrintString(buffer);
	}
	vTaskDelete(NULL);
}

static void vTask2(void *Parameters)
{
	char buffer[20];
	for(char c = 'a';c <= 'z';c ++)
	{
		sprintf(buffer,"Task2 %c\n",c);
		PrintString(buffer);
		vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3));
	}
	vTaskDelete(NULL);
}

static void PrintString(const char *Str)
{
	xQueueSend(xQueue1,Str,portMAX_DELAY);
}

static void vUART1GateKeeper(void *pvParameters)
{
	char buffer[100];
	for(;;)
	{
		xQueueReceive(xQueue1,buffer,portMAX_DELAY);
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(const uint8_t *)buffer,strlen(buffer),HAL_MAX_DELAY);
	}
}
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  xQueue1 = xQueueCreate(5,100 * sizeof(char));
  xTaskCreate(vTask1,"Task1",128,NULL,1,NULL);
  xTaskCreate(vTask2,"Task2",128,NULL,2,NULL);
  xTaskCreate(vUART1GateKeeper,"GateKeeper",64,NULL,1,NULL);
  //xTaskCreate(vUART1GateKeeper,"GateKeeper",128,NULL,3,NULL);  //HEAP_SIZE 哪里没有调大合适
  //xTaskCreate(vUART1GateKeeper,"GateKeeper",64,NULL,3,NULL);

  vTaskStartScheduler();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief USART1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

  /* USER CODE END USART1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

  /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

  /* USER CODE END USART1_Init 2 */

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */

  /* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED3_Pin|LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pins : KEY3_Pin KEY4_Pin KEY1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = KEY3_Pin|KEY4_Pin|KEY1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : LED3_Pin LED1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED3_Pin|LED1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : KEY2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = KEY2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */

  /* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note   This function is called  when TIM6 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM6)
  {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

又忘记启动Task，写完Task先启动养成习惯，再去详细代码。

Task都要for（；；）{ }要一直运行

sprintf(); #include <stdio.h>要引，这个查函数的时候明白了

char buffer100;而不是const char *（原来想的就是什么类型发什么类型接受，但是有的是虚拟类型，涉及底层，绝对不是什么抽象思想能明白的，就像同样不变量希尔伯特的就和群论的完全不是一个东西）Transmit和PrintString只是中间类型转换，本质上是复制

核心问题：const char *Str; 是野指针 ，编译器警告 Str is used uninitialized

复制代码 
const char *Str;   // 这是【字符指针】，只是一个存放地址的变量，没有分配内存！
xQueueReceive(xQueue1, Str, portMAX_DELAY);
  1. const char *Str; 只是声明一个指针变量。它本身没有指向任何有效内存，指针里面是随机垃圾值（野指针）。
  2. xQueueReceive 的第二个参数要求传入接收缓冲区的地址 void * ，用来把队列里的数据拷贝到这块内存。 你现在直接传 Str（一个随机地址），内核会往这个非法地址写数据，直接破坏栈，造成栈损坏，最后跳转到 prvTaskExitError。

编译器警告：'Str' is used uninitialized 翻译：Str 变量没有初始化就直接拿来用，就是这个原因。

✅ 方案 B：队列传递字符串指针（队列存地址，不是字符串内容）

如果你的队列里面存放的是 char* 指针本身，不是字符串数据，那要传指针变量的地址 &Str

复制代码 
const char *Str;
for(;;)
{
    // 队列里存放的是 char* 指针，所以传入 &Str，把取出的指针拷贝到Str变量
    xQueueReceive(xQueue1, &Str, portMAX_DELAY);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (const uint8_t *)Str, strlen(Str), HAL_MAX_DELAY);
}

⚠️ 注意：这种模式要求队列里存入的字符串是静态 / 全局内存，不能是其他任务栈上的临时字符串，否则出作用域内存失效。

xTaskCreate(vUART1GateKeeper,"GateKeeper",128,NULL,3,NULL); //HEAP_SIZE 哪里没有调大

怎么计算？？？

static void vTask(void *Parameters)也可 但是最好标准化

sprintf();

sprintf(str, "Pi 的值 = %f", M_PI);

第一个参数 str：目标字符数组，用来存放拼接好的字符串（char str80）

  1. 第二个参数 "Pi 的值 = %f"：格式模板字符串，%f 是浮点数占位符

  2. 第三个参数 M_PI：要填充到 %f 位置的数据（圆周率）

Python / Java 里 "Pi=" + 3.14 是字符串拼接，C 语言没有这个语法。

xTaskCreate(vUART1GateKeeper,"GateKeeper",128,NULL,3,NULL); //HEAP_SIZE 哪里没有调大

用调试器先调试

第一次偶然先运行过再用这个SIZE不够大的能打印部分，以为是函数写了什么问题去问AI，没解决，AI只是给了几个方向。

而且我再次编译的时候发现根本打不出东西来，但是出于思维惯性我还是再研究优先级的问题（对照视频来看的，虽然我在纸上理论上也想不出会有问题）。我再次编译可运行正常的版本，再去运行有bug的来形成对照。然后又可以打出部分，以为确实是优先级的问题，一直问题AI

后面又返回去用调试器调试

问AI

HEAP_SIZE改了后就可以了

AI一本正经乱说（这个时候忽略了3的时候的栈128，1的才64）

根本不对

但是这个时候我并没有把代码发给ai看，也没有区分优先级1、2和128、64的大小变量（没控制变量）。也没有把打断的数据样式发给AI让它帮忙分析。没具体情况，也没控制变量（这个思想很朴素却很重要）

下面是发现的原理（这是AI说的，要验证需要自己学会debug先 ）：

这是优先级是1的情况

**《计算机操作系统》**任务的状态：阻塞、就绪、运行

单核 CPU 同一时刻只能运行一个任务。任务分为阻塞、就绪、运行三种核心状态：

  1. 阻塞态：任务等待事件（消息、延时等），不参与 CPU 竞争；
  2. 就绪态：等待的事件已经到来，任务条件全部满足，只差 CPU；
  3. 运行态：当前正在占用 CPU 执行的任务。

关键结论：事件触发只会把任务从阻塞→就绪 ，就绪不等于运行。调度器根据优先级，决定就绪任务何时获得 CPU 进入运行态。

以本次队列实验为例（抢占开启，GateKeeper 优先级 = 1）： 生产者 Task1/Task2 调用xQueueSend写入消息，队列空时写入第一条消息会唤醒 GateKeeper，GateKeeper 由阻塞转为就绪。但生产者优先级更高，持续占用 CPU 填充消息，GateKeeper 只能留在就绪队列排队。 直到队列写满，生产者再次执行xQueueSend时阻塞、主动让出 CPU，调度器才会选中就绪态的 GateKeeper 运行，消费队列内缓存的消息。

本质：这就是操作系统经典任务状态模型在嵌入式 RTOS 上的落地。configUSE_PREEMPTION控制高优先级任务是否可以抢占；configUSE_TIME_SLICING控制同优先级就绪任务是否时间片轮转。 FreeRTOS 队列是拷贝数据：队列存储的是数据副本，而非原变量地址；只有队列元素类型设为指针时，才会拷贝地址副本。

Task1、2发完要delete自己，才能保证即使queue不满的时候也不会运行状态下阻碍

场景消费者优先级核心行为队列作用输出特征A高于生产者发 1 条，立刻抢占，逐条发送几乎无缓冲，消息随到随发任务消息穿插，杂乱B低于 / 等于生产者生产者攒满整队，阻塞后消费者才批量消费满队列缓冲，批量处理整批同类型消息，整齐

C 语言 void 函数走到大括号末尾 = 隐式返回

和你注释掉 vTaskDelete 的对应关系（GateKeeper 优先级1）

你把 Task1 / Task2 末尾的 vTaskDelete(NULL); 注释掉之后：

  • for 循环跑完 100 次 / 26 个字母后，函数执行到末尾 return；
  • 内核捕获到任务 return，就会跳转到这个 prvTaskExitError；
  • 任务不会被自动销毁回收，TCB 和栈空间都还留在堆里，任务进入 "卡死错误态"，不会再运行。

4. 规范写法

  • 有明确结束点的任务，必须显式调用 vTaskDelete(NULL)，让内核正常回收任务的 TCB、栈内存，避免内存泄漏和错误态。
  • 无限循环常驻任务（比如 GateKeeper）永远不会走到 return，就不会触发这个错误函数。

文档告诉传什么接什么（简单用法）

是copy，肯定要和发的char buffer20;一样

看似简单，但是要自己用要看底层。只是up封装的好

相关推荐
qq_401700415 天前
FreeRTOS 堆内存管理源码剖析：释放一块内存，空闲块数量反而变少了？
单片机·freertos
List<String> error_P7 天前
使用FreeRTOS搭建工程项目（一）
freertos
@嵌入式扫地僧15 天前
RTOS 面试实战：任务状态切换原理
freertos·rtos·时间片轮转·任务状态切换·抢占式调度
WWJA王文举22 天前
Bootloader、App 和升级分区之间是什么关系？
stm32·freertos·嵌入式开发·在线升级
怀民民民22 天前
嵌入式软件学习路线与项目实践记录：STM32、FreeRTOS、Linux 与 OpenMV
stm32·freertos·嵌入式软件·嵌入式linux·openmv
长江后浪博客1 个月前
ESP32-SOLO-1 在 ESP-IDF v5.5 下启动不断重启问题分析与解决
单片机·嵌入式硬件·嵌入式·esp32·freertos·esp-idf
WWJA王文举1 个月前
FreeRTOS动态创建任务和静态创建任务详解：xTaskCreate与xTaskCreateStatic区别
操作系统·freertos·嵌入式开发
离凌寒1 个月前
一、关于rtthread nano使用上的细节总结
freertos
桃蹊、1 个月前
串口/网络透传实战：FreeRTOS 多任务架构与连接池设计
stm32·物联网·wifi·freertos
热门推荐
01国内可直接用、免费额度/永久免费的大模型API清单（含 SiliconFlow、火山、阿里、智谱、百度、Kimi、DeepSeek、DMXAPI 等）02历年考研数学一、数学二、数学三真题试卷及答案PDF03GitHub 镜像站点04「全语录+省流版」邵艾伦 × 孙宇晨：聊风口、聊个人IP、聊年轻人如何抓住 AI 时代的机会05如何新建文件夹？ 电脑新建文件夹的4种方法06蜘蛛磁力 搜索引擎大全，如何使用蜘蛛磁力查找磁力链接07Windows 10/11 如何退出微软账户并改用本地账户登录（含找不到选项的解决方法）08轻量化AI渗透武器库｜ARTEX自主攻防系统、资产梳理、漏洞挖掘、链路分析全流程智能化落地09Telegram APK 下载安装完整指南 — 2026年最新10微信历史版本含下载地址（ Windows PC | 安卓 | MAC ）及设置微信不更新