FreeRTOS 軟件定時器
實驗
創建2個任務，start_task、timercontrol_task。
start_stask：創建timercontrol_task任務；創建周期定時器AutoReloadTimer 和單次定時器OneShotTimer；創建二值信號量BinarySemaphore。
BinarySemaphore：接收串口命名，在中斷中釋放信號，在timercontrol_task中等待信號量，解析命名，通過不同的命令控制周期定時器AutoReloadTimer和單次定時器OneShotTimer的開啟和關閉。
AutoReloadTimer 的回調函數會輸出運行的次數
OneShotTimer的回電函數會輸出運行的次數
任務分配：
//任務優先級 #define START_TASK_PRIO 1 //任務堆棧大小 #define START_STK_SIZE 128 //任務句柄 TaskHandle_t StartTask_Handler; //任務函數 void start_task(void *pvParameters); //任務優先級 #define TIMERCONTROL_TASK_PRIO 2 //任務堆棧大小 #define TIMERCONTROL_STK_SIZE 50 //任務句柄 TaskHandle_t TimerControlTask_Handler; //任務函數 void timercontrol_task(void *pvParameters); SemaphoreHandle_t BinarySemaphore_Handle; // 二值信號量句柄 TimerHandle_t AutoReloadTimer_Handle ; // 周期定時器句柄 TimerHandle_t OneShotTimer_Handle; // 單次定時器句柄 void AutoReloadTimerCallback(void); // 周期定時器回調函數 void OneShotTimerCallback(void); // 周期定時器回調函數
main() 函數
int main(void) { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//設置系統中斷優先級分組4 delay_init(); //延時函數初始化 uart_init(115200); //初始化串口 LED_Init(); //初始化LED //創建開始任務 xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, //任務函數 (const char* )"start_task", //任務名稱 (uint16_t )START_STK_SIZE, //任務堆棧大小 (void* )NULL, //傳遞給任務函數的參數 (UBaseType_t )START_TASK_PRIO, //任務優先級 (TaskHandle_t* )&StartTask_Handler); //任務句柄 vTaskStartScheduler(); //開啟任務調度 }
命令解析相關函數：
// 將字符串中的小寫字母轉換為大寫 // str：要轉換的字符串 // len：字符串長度 void LowerToCap(u8 *str,u8 len) { u8 i; for(i=0;i<len;i++) { if((96<str[i])&&(str[i]<123)) // 小寫字母 str[i] = str[i]-32; // 轉換為大寫 } } // 命令處理函數，將字符串命令轉換成命令值 // str：命令 // 返回值：0xFF-命令錯誤 其他值-命令值 u8 CommandProcess(u8 *str) { u8 CommandValue = 0xFF; if(strcmp((char*)str,"KEY1")==0) CommandValue = 1; else if(strcmp((char*)str,"KEY2")==0) CommandValue = 2; else if(strcmp((char*)str,"KEY3")==0) CommandValue = 3; else if(strcmp((char*)str,"KEY4")==0) CommandValue = 4; return CommandValue; }
任務函數：
//開始任務任務函數 void start_task(void *pvParameters) { taskENTER_CRITICAL(); //進入臨界區 // 創建二值信號量 BinarySemaphore_Handle = xSemaphoreCreateBinary(); // 創建二值信號量 if(BinarySemaphore_Handle ==NULL) { printf("BinarySemaphore Create Failed!\r\n"); }else{ xSemaphoreGive(BinarySemaphore_Handle); // 釋放信號量 } // 創建周期定時器 AutoReloadTimer_Handle = xTimerCreate( (const char *)"AutoReloadTimer", (TickType_t) 1000, (UBaseType_t) pdTRUE, (void *) 1, (TimerCallbackFunction_t)AutoReloadTimerCallback ); if(AutoReloadTimer_Handle == NULL) { printf("AutoReloadTimer Created Failed \r\n"); }else{ printf("AutoReloadTimer Created Success \r\n"); } // 創建單次定時器 OneShotTimer_Handle = xTimerCreate( (const char *)"OneShotTimer", (TickType_t) 2000, (UBaseType_t) pdFALSE, (void *) 2, (TimerCallbackFunction_t)OneShotTimerCallback ); if(OneShotTimer_Handle == NULL) { printf("OneShotTimer Created Failed \r\n"); }else{ printf("OneShotTimer Created Success \r\n"); } //創建TIMECONTRFOL任務 xTaskCreate((TaskFunction_t )timercontrol_task, (const char* )"timercontrol_task", (uint16_t )TIMERCONTROL_STK_SIZE, (void* )NULL, (UBaseType_t )TIMERCONTROL_TASK_PRIO, (TaskHandle_t* )&TimerControlTask_Handler); vTaskDelete(StartTask_Handler); //刪除開始任務 taskEXIT_CRITICAL(); //退出臨界區 } //TIMERCONTROL任務函數 void timercontrol_task(void *pvParameters) { u8 len = 0; u8 CommandValue = 0xFF; u8 CommandStr[USART_REC_LEN]; BaseType_t err; while(1) { xSemaphoreTake( BinarySemaphore_Handle, portMAX_DELAY ); // 死等 len = USART_RX_STA&0x3fff; // 得到此次接收到的數據長度 sprintf((char *)CommandStr,"%s",USART_RX_BUF); // 裝載數據 CommandStr[len] = '\0'; // 加上字符串結尾符號 LowerToCap(CommandStr,len); // 將字符串轉換為大寫 CommandValue = CommandProcess(CommandStr); // 命令解析 if(CommandValue != 0xFF) // 接收到正確的命令 { switch(CommandValue) { case 1: // 開啟周期定時器 err = xTimerStart( AutoReloadTimer_Handle, 0 ); if(err == pdFAIL) { printf("AutoReloadTimer Start Failed! \r\n"); }else{ printf("AutoReloadTimer Start Succeed! \r\n"); } break; case 2: // 關閉周期定時器 err = xTimerStop( AutoReloadTimer_Handle, 0 ); if(err == pdFAIL) { printf("AutoReloadTimer Stop Failed! \r\n"); }else{ printf("AutoReloadTimer Stop Succeed! \r\n"); } break; case 3: // 開啟單次定時器 err = xTimerStart( OneShotTimer_Handle, 0 ); if(err == pdFAIL) { printf("OneShotTimer Start Failed! \r\n"); }else{ printf("OneShotTimer Start Succeed! \r\n"); } break; case 4: // 關閉周期定時器 err = xTimerStop( OneShotTimer_Handle, 0 ); if(err == pdFAIL) { printf("OneShotTimer Stop Failed! \r\n"); }else{ printf("OneShotTimer Stop Succeed! \r\n"); } break; } }else{ printf("Cmd error!\r\n"); } USART_RX_STA = 0; } }
定時器回調函數：
// 周期定時器回調函數 void AutoReloadTimerCallback(void) { static u8 count = 0; count ++; printf("AutoReloadTimerCallback running %d timers\r\n",count); } // 周期定時器回調函數 void OneShotTimerCallback(void) { static u8 count = 0; count ++; printf("OneShotTimerCallback running %d timers\r\n",count); }
串口中斷初始化和中斷處理函數
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個字節. //接收狀態 //bit15， 接收完成標志 //bit14， 接收到0x0d //bit13~0， 接收到的有效字節數目 u16 USART_RX_STA=0; //接收狀態標記 void uart_init(u32 bound){ //GPIO端口設置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA時鍾 //USART1_TX GPIOA.9 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9 //USART1_RX GPIOA.10初始化 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10 //Usart1 NVIC 配置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=8 ;//搶占優先級3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //子優先級3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據指定的參數初始化VIC寄存器 //USART 初始化設置 USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數據格式 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數據流控制 USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發模式 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1 USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟串口接受中斷 USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1 } extern SemaphoreHandle_t BinarySemaphore_Handle; // 二值信號量句柄 void USART1_IRQHandler(void) //串口1中斷服務程序 { u8 Res; BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE; if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中斷(接收到的數據必須是0x0d 0x0a結尾) { Res =USART_ReceiveData(USART1); //讀取接收到的數據 if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成 { if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d { if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收錯誤,重新開始 else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了 } else //還沒收到0X0D { if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000; else { USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ; USART_RX_STA++; if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收數據錯誤,重新開始接收 } } } } if((BinarySemaphore_Handle != NULL) && (USART_RX_STA&0x8000)) { xSemaphoreGiveFromISR( BinarySemaphore_Handle, &xHigherPriorityTaskWoken ); // 釋放互斥信號量 portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); // 如果需要進行一次任務切換 } }
#define USART_REC_LEN 20 //定義最大接收字節數 200 #define EN_USART1_RX 1 //使能（1）/禁止（0）串口1接收 extern u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個字節.末字節為換行符
注意：串口中斷的優先級在FreeRTOS的優先級管理范圍內。
運行結果：
輸入KEY1命令，周期定時器開始運行，周期性調用其回調函數，直到輸入KEY2命令，停止周期定時器，其回調函數不再被調用。
輸入KYE3命令，單次定時器開始運行，調用其回調函數，只調用一次，就不再調用。再次輸入KEY3命令，還是只調其回調函數一次。
可以看出，停止單次定時器命令KEY4，可以不存在。