FreeRTOS-06任務運行時間信息統計

本文轉載自查看原文 2018-08-15 13:39 1179 FreeRTOS

根據正點原子FreeRTOS視頻整理

單片機：STM32F207VC

FreeRTOS源碼版本：v10.0.1

 * 1. 要使用vTaskGetRunTimeStats()函數，需滿足以下條件：
 *  a 宏configGENERATE_RUN_TIME_STATS必須為1
 *  b 定義宏：portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()  配置一個高精度定時器提供時基
 *  c 定義宏：portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()          讀取時基的時間值

1. main.c

  1 /*
  2  * 1. 要使用vTaskGetRunTimeStats()函數，需滿足以下條件：
  3  *  a 宏configGENERATE_RUN_TIME_STATS必須為1
  4  *  b 定義宏：portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()  配置一個高精度定時器提供時基
  5  *  c 定義宏：portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()          讀取時基的時間值
  6  */
  7 #include "main.h"
  8 #include "delay.h"
  9 #include "sys.h"
 10 #include "usart.h"
 11 #include <string.h>   /*memset()*/
 12 
 13 #include "stm32f2xx_gpio.h"
 14 #include "stm32f2xx_tim.h"
 15 
 16 #include "FreeRTOS.h"
 17 #include "task.h"
 18 
 19 #define START_TASK_PRIO             1     /*任務優先級*/
 20 #define START_STK_SIZE              128   /*任務堆棧大小*/
 21 TaskHandle_t StartTask_Handle;            /*任務句柄*/
 22 void StartTask(void *pvParameters);       /*任務函數*/
 23 
 24 #define LED_TASK_PRIO               2
 25 #define LED_STK_SIZE                128
 26 TaskHandle_t LedTask_Handle;
 27 void LedTask(void *pvParameters);
 28 
 29 #define RUNTIMESTATS_TASK_PRIO      3
 30 #define RUNTIMESTATS_STK_SIZE       128
 31 TaskHandle_t RunTimeStats_Handle;
 32 void RunTimeStatsTask(void *pvParameters);
 33 
 34 
 35 char     RunTimeInfo[400];    /*保存任務運行時間信息*/
 36 uint8_t  ControlCounter = 0;
 37 volatile unsigned long long FreeRTOSRunTimeTicks;
 38 
 39 
 40 /***** 聲明 *****/
 41 static void SystemInitial(void);
 42 static void GPIO_LED_Configuration(void);
 43 static void Timer4_Configuration(void);
 44 static void Timer4_NVIC_Configuration(void);
 45 
 46 static void GPIO_LED_Configuration(void)
 47 {
 48   GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
 49   
 50   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
 51   
 52   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin     = LED_POWER | LED_RUN | LED_ALARM;
 53   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_OUT;
 54   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_100MHz;
 55   GPIO_InitStructure.GPIO_OType   = GPIO_OType_PP;
 56   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd    = GPIO_PuPd_NOPULL;
 57   GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);  
 58   
 59   LED_Power_On();
 60   GPIO_SetBits(GPIOE, LED_RUN);
 61 }
 62 
 63 
 64 void StartTask(void *pvParameters)
 65 {
 66   taskENTER_CRITICAL();           /*進入臨界區*/
 67               
 68   xTaskCreate((TaskFunction_t )LedTask,                   /*任務函數*/
 69               (const char *   )"LedTask",                 /*任務名稱*/
 70               (uint16_t       )LED_STK_SIZE,              /*任務堆棧大小*/
 71               (void *         )NULL,                      /*傳遞給任務函數的參數*/
 72               (UBaseType_t    )LED_TASK_PRIO,             /*任務優先級*/
 73               (TaskHandle_t   )&LedTask_Handle);          /*任務句柄*/
 74   
 75   xTaskCreate((TaskFunction_t )RunTimeStatsTask,          /*任務函數*/
 76                             (const char *   )"RunTimeStatsTask",          /*任務名稱*/
 77                             (uint16_t       )RUNTIMESTATS_STK_SIZE,     /*任務堆棧大小*/
 78                             (void *         )NULL,                      /*傳遞給任務函數的參數*/
 79                             (UBaseType_t    )RUNTIMESTATS_TASK_PRIO,    /*任務優先級*/
 80                             (TaskHandle_t   )&RunTimeStats_Handle);     /*任務句柄*/   
 81 
 82   vTaskDelete(StartTask_Handle);    /*刪除開始任務*/
 83   taskEXIT_CRITICAL();              /*退出臨界區*/
 84 } 
 85 
 86 void LedTask(void *pvParameters)
 87 {
 88   while (1)
 89   {
 90     GPIOE->ODR ^= LED_RUN;
 91     vTaskDelay(1000);
 92   }
 93 }
 94 
 95 void RunTimeStatsTask(void * pvParameters)
 96 {
 97   while (1)
 98   {
 99     if (5 == ControlCounter)
100     {
101       ControlCounter = 0;
102       memset(RunTimeInfo, 0, 400);    /*信息緩沖區清零*/
103       vTaskGetRunTimeStats(RunTimeInfo);    /*獲取任務運行時間信息*/
104       printf("任務名\t\t運行時間\t運行所占百分比\r\n");
105       printf("%s\r\n", RunTimeInfo);
106     }
107     vTaskDelay(10);
108   }
109 }
110 
111 
112 
113 static void SystemInitial(void)
114 {
115   /*組4，16級搶占優先級，無響應優先級*/
116   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
117   
118   DelayInitial();
119   USART1_Initialization();
120   GPIO_LED_Configuration();
121   ConfigureTimeForRunTimeStats();
122 }
123 
124 int main(void)
125 {
126   SystemInitial();
127   
128   /*創建開始任務*/
129   xTaskCreate((TaskFunction_t )StartTask,           /*任務函數*/
130                             (const char *   )"StartTask",            /*任務名稱*/
131                             (uint16_t       )START_STK_SIZE,      /*任務堆棧大小*/
132                             (void *         )NULL,                /*傳遞給任務函數的參數*/
133                             (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,     /*任務優先級*/
134                             (TaskHandle_t * )&StartTask_Handle);  /*任務句柄*/             
135               
136   /*開啟任務調度*/
137   vTaskStartScheduler();
138 }
139 
140 ///////////////////定時器4//////////////////////////////////////
141 /***** Timer4 *****/
142 void ConfigureTimeForRunTimeStats(void)
143 {
144   FreeRTOSRunTimeTicks = 0;
145   Timer4_Configuration();
146   Timer4_NVIC_Configuration();
147 }
148 
149 /*timer4:APB1  30MHz*/
150 static void Timer4_Configuration(void)
151 {
152   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
153   
154   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
155   
156   /*預分頻系數*/
157     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler     = 30-1;
158     /*計數值，每計50個數，產生一次中斷. 50*(1/1MHk) = 50us */
159     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period        = 50-1;
160     /*設置計數器模式為向上計數模式*/
161     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
162     /*設置時鍾分頻系數，TIM_CKD_DIV1不分頻*/
163     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
164     
165     TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseStructure);
166 
167     /*使能TIM4外設。在使用外設時，不僅要使能其時鍾，還要調用此函數使能外設才可以正常使用*/
168     TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
169     
170     /*清除溢出中斷標志*/
171     TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_IT_Update);
172   
173   /*開啟中斷*/
174   TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);
175 }
176 
177 /**/
178 static void Timer4_NVIC_Configuration(void)
179 {
180   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
181   
182   /*3級搶占優先級，0級響應優先級*/
183   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = TIM4_IRQn;
184   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 3;
185   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 0;
186   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;
187   
188   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
189 }
190 
191 /*中斷服務函數*/
192 uint16_t Timer4Counter = 0;
193 void TIM4_IRQHandler(void)
194 {
195   if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update)==SET)
196   {
197     FreeRTOSRunTimeTicks++;
198     
199     Timer4Counter++;
200     if (Timer4Counter>=40000)
201     {
202       Timer4Counter = 0;
203       GPIOE->ODR ^= LED_ALARM;
204       
205       ControlCounter++;
206     }
207   }
208   TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
209 }
210 
211 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

2. main.h

 1 /**/
 2 #ifndef __MAIN_H__
 3 #define __MAIN_H__
 4 
 5 #define LED_POWER         GPIO_Pin_2    /*PE2*/
 6 #define LED_RUN           GPIO_Pin_3    /*PE3*/
 7 #define LED_ALARM         GPIO_Pin_4    /*PE4*/
 8 
 9 #define LED_Power_On()    GPIO_ResetBits(GPIOE, LED_POWER)
10 
11 extern void ConfigureTimeForRunTimeStats(void);
12 
13 
14 #endif    /*__MAIN_H__*/
15 
16 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

3. sys.c

 1 /**/
 2 #include "sys.h"
 3 #include "stdio.h"
 4 
 5 #pragma import(__use_no_semihosting)             
 6 //標准庫需要的支持函數                 
 7 struct __FILE 
 8 { 
 9     int handle; 
10 
11 }; 
12 
13 FILE __stdout;       
14 //定義_sys_exit()以避免使用半主機模式    
15 void _sys_exit(int x) 
16 { 
17     x = x; 
18 } 
19 /* //重定義fputc函數 
20 int fputc(int ch, FILE *f)
21 {      
22      while((USART1->SR&0X40)==0)  //循環發送,直到發送完畢   
23     USART1->DR = (u8) ch;      
24     return ch;
25 } */
26 
27 
28 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

4. sys.h

 1 /**/
 2 #ifndef __SYS_H__
 3 #define __SYS_H__
 4 
 5 /*0不支持OS，1支持OS*/
 6 #define SYSTEM_SUPPORT_OS        1        /*定義系統文件夾是否支持OS*/
 7 
 8 #endif    /*__SYS_H__*/
 9 
10 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

5. delay.c

  1 /**/
  2 #include "delay.h"
  3 #include "sys.h"
  4 /*如果需要使用OS,則包括下面的頭文件即可*/
  5 #if SYSTEM_SUPPORT_OS
  6 #include "FreeRTOS.h"                      
  7 #include "task.h" 
  8 #endif
  9 
 10 __IO uint32_t TimingDelay;
 11 
 12 //////////////////////////
 13 //static uint8_t  fac_us = 0;
 14 //////////////////////////
 15 
 16 /***** 聲明 *****/
 17 extern void xPortSysTickHandler(void);
 18 
 19 /*systick中斷服務函數,使用FreeRTOS時用到*/
 20 void SysTick_Handler(void)
 21 {    
 22     TimingDelayDecrement();
 23     
 24     if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)   /*系統已運行*/
 25     {
 26       xPortSysTickHandler();    
 27     }
 28 }
 29 
 30 
 31 void DelayInitial(void)
 32 {
 33   /*
 34      * SystemCoreClock / 1000      1ms中斷一次
 35      * SystemCoreClock / 100000    10us中斷一次
 36      * SystemCoreClock / 1000000   1us中斷一次
 37      */
 38   if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000))
 39   {
 40     while (1);
 41   }
 42   /*關閉systick timer定時器*/
 43   /*    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;*/
 44 
 45   /*使能滴答定時器*/
 46   SysTick->CTRL |=   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;  
 47 }
 48 
 49 //void DelayNus(uint32_t nus)
 50 //{
 51 //  uint32_t ticks;
 52 //  uint32_t told, tnow, tcnt = 0;
 53 //  uint32_t reload = SysTick->LOAD;
 54 //  
 55 //  fac_us = SystemCoreClock / 1000000;
 56 //  ticks = nus * fac_us;
 57 //  told  = SysTick->VAL;
 58 //  
 59 //  while (1)
 60 //  {
 61 //    tnow = SysTick->VAL;
 62 //    if (tnow != told)
 63 //    {
 64 //      if (tnow < told) 
 65 //      {
 66 //        tcnt += told - tnow;
 67 //      }
 68 //      else
 69 //      {
 70 //        tcnt += reload - tnow + told;
 71 //      }
 72 //      told = tnow;
 73 //      if (tcnt >= ticks)  break;      
 74 //    }
 75 //  }
 76 //}
 77 
 78 ///*不會引起調度*/
 79 //void DelayXms(uint32_t nms)
 80 //{
 81 //  uint32_t i;
 82 //  
 83 //  for (i=0;i<nms;++i)
 84 //  {
 85 //    DelayNus(1000);
 86 //  }
 87 //}
 88 
 89 /*
 90  * 本函數在中斷函數中調用，滴答定時器中斷一次調用一次。
 91  */
 92 void TimingDelayDecrement(void)
 93 {
 94     if (TimingDelay != 0x00)
 95     {
 96         TimingDelay--;
 97     }
 98 }
 99 
100 /*
101  * TimingDelay值在TimingDelayDecrement函數中遞減
102  */
103 void DelayNms(uint32_t nTimes)
104 {
105     TimingDelay = nTimes;
106     
107     while (TimingDelay!=0);   //等待計數停止
108 }
109 
110 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

6. delay.h

 1 /**/
 2 #ifndef __DELAY_H__
 3 #define __DELAY_H__
 4 
 5 #include "stm32f2xx.h"
 6 
 7 #include <stdint.h>
 8 
 9 extern void DelayInitial(void);
10 extern void TimingDelayDecrement(void);
11 extern void DelayNms(uint32_t nTimes);
12 
13 /////////////////////////
14 extern void DelayXms(uint32_t nms);
15 /////////////////////////
16 
17 #endif    /*__DELAY_H__*/
18 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

7. usart.c

  1 /*
  2  * USART1: 中斷優先級選擇第4組, 3級搶占優先級  無響應優先級 
  3  */
  4 #include "usart.h"
  5 #include "stdio.h"      /*printf*/
  6 #include "stm32f2xx.h"
  7 #include "stm32f2xx_gpio.h"
  8 #include "stm32f2xx_rcc.h"
  9 #include "stm32f2xx_usart.h"
 10 
 11 
 12 uint8_t  USART1_RxBuffer[USART1_RECEIVE_SIZE];
 13 uint8_t  Flag_USART1Receive = 0;
 14 uint8_t  USART1_ReceiveCount = 0;
 15 uint8_t  USART1_ReceiveIndex = 0;
 16 
 17 
 18 void USART1_Initialization(void)
 19 {
 20     USART1_GPIO_Configuration();
 21     USART1_NVIC_Configuration();
 22     /*USART1使能接收中斷*/
 23 //    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
 24     /*USART1使能發送中斷*/
 25 /*    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE);      */
 26 }
 27 /*
 28  */
 29 void USART1_GPIO_Configuration(void)
 30 {
 31     GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
 32     USART_InitTypeDef  USART_InitStructure;
 33     
 34     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
 35   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,  ENABLE);
 36   GPIO_PinAFConfig(GPIOA, 9, GPIO_AF_USART1);     /*GPIO連接到串口1上，PA9-TXD*/
 37     GPIO_PinAFConfig(GPIOA, 10, GPIO_AF_USART1);        /*GPIO連接到串口1上，PA10-RXD*/
 38     
 39     /*tx, PA9*/
 40   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;
 41     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;    
 42     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 43   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
 44   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
 45     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 46     
 47     /*rx, PA10*/
 48     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;
 49     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_10;
 50   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
 51   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
 52     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 53     
 54     /*配置波特率9600*/ 
 55     USART_InitStructure.USART_BaudRate   = 115200;
 56     /*配置串口的模式。為了配置雙線全雙工通訊，需要把Rx和Tx模式都開啟. Tx發送使能和Rx接收使能*/
 57     USART_InitStructure.USART_Mode       = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
 58     /*無奇偶校驗*/
 59     USART_InitStructure.USART_Parity     = USART_Parity_No;
 60     /*1停止位*/
 61     USART_InitStructure.USART_StopBits   = USART_StopBits_1;
 62     /*配置串口傳輸字長8位*/
 63     USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
 64     /*不采用硬件流控制*/
 65     USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
 66     /*向寄存器寫入配置參數*/
 67     USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
 68     /*使能USART1外設。在使用外設時，不僅要使能其時鍾，還要調用此函數使能外設才可以正常使用*/
 69     USART_Cmd(USART1, ENABLE);
 70 }
 71 
 72 //void USART1_SendNChar(uint8_t *str, uint8_t n)
 73 //{
 74 //    /*發送區是否為空*/
 75 //    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
 76 //    
 77 //    while (n--)
 78 //    {
 79 //        USART_SendData(USART1, (uint8_t)(*str++));
 80 //        /*是否發送完成*/
 81 //        while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
 82 //    }
 83 //}
 84 
 85 /*
 86  * 如果一次發送多個字節數據，可能會多次進入此函數
 87  * 調用時，應先延時幾十毫秒，確保把數據都接收完
 88  */
 89 //void USART1_ReceiveIRQ(void)
 90 //{
 91 //    /*如果寄存器中有數據*/
 92 //    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == SET)
 93 //    {
 94 //        USART1_RxBuffer[USART1_ReceiveIndex++] = USART_ReceiveData(USART1);
 95 //        USART1_ReceiveCount++;
 96 //    }
 97 //    
 98 //    Flag_USART1Receive = 1;
 99 //}
100 
101 void USART1_NVIC_Configuration(void)
102 {
103     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
104     
105     /*中斷優先級選擇第1組*/
106 //    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
107 
108     /*3級搶占優先級  0級響應優先級*/   
109     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = USART1_IRQn;
110     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 3;
111     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 0;
112     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;
113     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
114 }
115 
116 /*重定義fputc函數 2種方法都可以*/
117 /*
118 int fputc(int ch,FILE *f)
119 {  
120  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) != SET); 
121  USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);    
122  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) != SET);  
123  
124  return (ch); 
125 } 
126 */
127 
128 int fputc(int ch, FILE *f)
129 {      
130   while((USART1->SR&0X40)==0)   /*循環發送,直到發送完畢*/
131   {}
132   
133   USART1->DR = (uint8_t)ch;      
134   return ch;
135 }
136 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

8. usart.h

 1 /*
 2  * 
 3  */
 4 #ifndef __USART_H__
 5 #define __USART_H__
 6 
 7 #include <stdint.h>        /* uint8_t */
 8 
 9 #define USART1_RECEIVE_SIZE            20
10 
11 
12 void USART1_Initialization(void);
13 void USART1_GPIO_Configuration(void);
14 void USART1_SendNChar(uint8_t *str, uint8_t n);
15 void USART1_ReceiveIRQ(void);
16 void USART1_NVIC_Configuration(void);
17 
18 #endif  /*__USART_H__*/
19 
20 /***************************END OF FILE***************************/

View Code

打印結果：

問題：
1. 在串口助手中，只顯示：任務名、運行時間、運行所占百分比這一行，不顯示LedTask等信息。
解決：中斷服務函數中，忘記這一行：FreeRTOSRunTimeTicks++;

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