【ESP32_FreeRTOS篇】

2023-05-16

FreeRTOS 是一款 “开源免费”的实时操作系统,遵循的是 GPLv2+的许可协议。这里说 到的开源,指的是你可以免费得获取到 FreeRTOS 的源代码,且当你的产品使用了 FreeRTOS 且没有修改 FreeRTOS 内核源码的时候,你的产品的全部代码都可以闭源,不用开源,但是当 你修改了 FreeRTOS 内核源码的时候,就必须将修改的这部分开源,反馈给社区,其它应用部 分不用开源。免费的意思是无论你是个人还是公司,都可以免费地使用,不需要掏一分钱。


FreeRTOS框架


在这里插入图片描述


FreeRTOS框架介绍


一. 任务

1. 基本属性

1.1 优先级

每个任务分配一个从0~configMAX_PRIORITIES-1的优先级,优先级的数字越低表示任务的优先级越低。

  • 1.高优先级抢占低优先级:
    当一个任务A正在运行,另外一个任务B(优先级高于A)阻塞时间到或者事件触发处于就绪态,那么B会从A那抢占处理器,B开始运行,A停止运行;
  • 2.时间片轮转:
    当宏configUSE_TIME_SLICING定义为1 的时候多个任务可以共用一个优先级,数量不限。此时处于就绪态的优先级相同的任务就会使用时间片轮转调度器获取运行时间。

FreeRTOS 调度器确保处于就绪态或运行态的高优先级的任务获取处理器使用权,换句话说就是处于就绪态的最高优先级的任务才会运行。


1.2 任务控制块/任务堆栈

  • 1.任务控制块:
    FreeRTOS的每个任务都有一些属性需要存储,FreeRTOS把这些属性集合到一起用一个结构体来表示,这个结构体叫做任务控制块。
    属性:任务名字,优先级,任务堆栈大小,任务句柄等。
  • 2.任务堆栈:
    FreeRTOS之所以能正确的恢复一个任务的运行就是因为有任务堆栈在保驾护航,任务调度器在进行任务切换的时候会将当前任务的现场 (CPU寄存器值等 )保存在此任务的任务堆栈中,等到此任务下次运行的时候就会先用堆栈中保存的值来恢复现场 ,恢复现场以后任务就会接着从上次中断的地方开始运行。

2. 状态

  • 1.运行态:
    当一个任务正在运行时,那么就说这个任务处于运行态, 处于运行态的任务就是当前正在使用处理器的任务。 如果使用的是核处理器的话那么不管在任何时刻永远都只有一个任务处于运行态。
  • 2.非运行态:
    • 就绪态:
      处于就绪态的任务是那些已经准备就绪(这些任务没有被阻塞或者挂起 可以运行的任务,但是处于就绪态的任务还没有运行,因为有一个同优先级或者更高优先级的任务正在运行!

    • 阻塞态:

      • 如果一个任务当前正在等待某个外部事件的话就说它处于阻塞态,比如说如果某个任务调用了函数 vTaskDelay()的话就会进入阻塞态, 直到延时周期完成。
      • 任务在等待队列、信号量、事件组、通知或互斥信号量的时候也会进入阻塞态 。任务进入阻塞态会有一个超时时间,当超过这个超时时间任务就会退出阻塞态,即使所等待的事件还没有来临!
    • 挂起态:
      像阻塞态一样,任务进入挂起态以后也不能被调度器调用进入运行态,但是进入挂起态的任务没有超时时间。任务进入和退出挂起态通过调用函数 vTaskSuspend()xTaskResume()

在这里插入图片描述

3. 操作

创建相对于删除;挂起相对于恢复


二. 机制

1. 队列

  • 所有的通信和同步机制都是基于队列实现的
  • 队列不但可以传递数组,也可以传递结构体

2. 信号量

信号量是深度为1的队列。

3. 任务通知

任务通知来代替信号量、消息队列、事件标志组等这些东西。使用任务通知的话效率会更高。

4. 低功耗

4.1. 低功耗模式:

  • sleep:睡眠
  • stop:停止
  • standby:待机

4.2.空闲任务的钩子函数实现的低功耗

  • 1.钩子函数
    通过空闲任务钩子函数(或称回调,hook, or call-back),可以直接在空闲任务中添加应用程序相关的功能。空闲任务钩子函数会被空闲任务每循环一次就自动调用一次。通常空闲任务钩子函数被用于:
    • 执行低优先级,后台或需要不停处理的功能代码。
    • 测试处系统处理裕量(空闲任务只会在所有其它任务都不运行时才有机会执行,所
      以测量出空闲任务占用的处理时间就可以清楚的知道系统有多少富余的处理时
      间)。
    • 将处理器配置到低功耗模式——提供一种自动省电方法,使得在没有任何应用功能
      需要处理的时候,系统自动进入省电模式。
  • 2.将处理器设置为低功耗模式
    FreeRTOS是通过在处理器处理空闲任务的时候将处理器设置为低功耗模式来降低能耗。一般会在空闲任务的钩子函数中执行低功耗相关处理,比如设置处理器进入低功耗模式(上面4.1提到的三种方式)、关闭其他外设时钟、降低系统主频等等。

4.2. Tickless 模式

FreeRTOS系统提供的低功耗模式,当处理器进入空闲任务周期以后就关闭系统节拍中断(滴答定时器中断),只有当其他中断发生或者其他任务需要处理的时侯处理器才会从低功耗模式中唤醒。


5. 内存管理列表和列表项

列表是FreeRTOS 中的一个数据结构,概念上和链表有点类似,列表被用来跟踪FreeRTOS中的任务。


6. 内存管理

内存管理是一个系统基本组成部分,FreeRTOS中大量使用到了内存管理,比如创建任务、信号量、队列等会自动从堆中申请内存。用户应用层代码也可以 FreeRTOS提供的内存管理函数来申请和释放内存。


三. API函数

FreeRTOS API函数及应用详情请阅读下面章节

第零章:ESP32应用程序的启动流程

第一章:任务创建、删除、延时

第二章:任务优先级

第三章:任务状态

第四章:显示任务详细信息

第五章:查看任务堆栈空间

第六章:队列

第七章:软件定时器

第八章:二值信号量

第九章:计数型信号量

第十章:互斥信号量

第十一章:递归互斥量

第十二章:事件标志组


基于 Michael_ee 老师学习 ESP32_FreeRTOS

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

【ESP32_FreeRTOS篇】 的相关文章

  • C#驱动ESP32控制机器臂

    物料清单 介绍 NET nanoFramework 是一个免费的开源平台 可以为受限嵌入式设备编写托管代码应用程序 它适用于多种类型的项目 包括物联网传感器 可穿戴设备 学术概念验证 机器人技术 业余爱好者 创客创作甚至复杂的工业设备 通过
  • ESP32-C3 应用 篇(实例二、通过蓝牙将传感器数据发送给手机,手机端控制 SK6812 LED)

    ESP32 C3 蓝牙部分我们学习了GATT 本文尝试使用蓝牙做一个简单的小应用 目录 前言 一 整体框架 二 数据传输部分 2 1 添加温湿度驱动组件 2 2 传感器数据传输程序 再次说明 ESP GATTS READ EVT 事件 2
  • 个人对智能家居平台选择的思考

    本人之前开发过不少MicroPython程序 其中涉及到自动化以及局域网控制思路 也可以作为智能家居的实现方式 而NodeMCU ESPHome的方案具有方便添加硬件 容易更新程序和容量占用小的优势 本人也查看过相关教程后感觉部署ESPHo
  • 基于STM32的FreeRTOS学习之中断测试实验(五)

    记录一下 方便以后翻阅 本章内容是接着上一章节进行的实际演练 1 实验目的 FreeRTOS可以屏蔽优先级低于configMAX SYSCALL INTERRUPT PRIORITY的中断 不会屏蔽高于其的中断 本次实验就是验证这个说法 本
  • ESP32引脚参考

    原文链接 ESP32引脚参考 您应该使用哪个GPIO引脚 360doc个人图书馆 总结的相当全面 ESP32简单易懂的GPIO使用注意事项 首先上图 GPIO建议列表 特别的在硬件上要注意使用外接模块时不能将GPIO12拉高 否则将导致ES
  • FreeRTOS学习笔记(8)---- 软件定时器

    使用FreeRTOS软件定时器需要在文件FreeRTOSConfig h先做如下配置 1 configUSE TIMERS 使能软件定时器 2 configTIMER TASK PRIORITY 定时器任务优先级 3 configTIMER
  • FreeRTOS死机原因

    1 中断回调函数中没有使用中断级API xxFromISR 函数 xSemaphoreGiveFromISR uart busy HighterTask 正确 xSemaphoreGive uart busy 错误 2 比configMAX
  • FreeRTOS学习---“定时器”篇

    总目录 FreeRTOS学习 任务 篇 FreeRTOS学习 消息队列 篇 FreeRTOS学习 信号量 篇 FreeRTOS学习 事件组 篇 FreeRTOS学习 定时器 篇 FreeRTOS提供了一种软件定时器 用来快速实现一些周期性的
  • ESP32-S2应用开发——USB通信(CDC类)

    ESP32S2应用开发 USB通信 CDC类 目录 ESP32S2应用开发 USB通信 CDC类 前言 1 硬件介绍 1 1 硬件连接 2 软件开发 2 1 安装开发板 2 2 安装库 2 3 运行示例代码 2 4 USB传输速度测试 结束
  • FreeRTOS轻量级同步--任务通知

    1 简介 在FreeRTOS的配置参数中的configUSE TASK NOTIFICATIONS宏打开 一般RTOS会默认打开 如图1所示 图1 notify宏开关 RTOS在创建任务时 会创建一个32位的通知值ulNotifiedVal
  • 还是 “月饼” 后续,玩转炫彩 “月饼” 之 问题说明

    画一个 月饼 陪我过中秋 开发板后续问题跟进说明 目录 前言 一 出现问题 二 寻求办法 三 若有所思 四 问题测试 结语 悬赏送开发板 前言 本文有纯理论玩家是永远不会经历的实际问题 嵌入式工程师不动手永远出不了作品 本文最后有送开发板的
  • cmake中的编译选项

    CMake是一个跨平台的构建系统 它可以根据简单的配置文件生成各种平台的构建工具 例如Makefile Visual Studio项目文件等 CMake使用CMakeLists txt文件来描述项目的构建规则和依赖关系 在这个文件中 可以设
  • FreeRTOS之系统配置

    1 FreeRTOS的系统配置文件为FreeRTOSConfig h 在此配置文件中可以完成FreeRTOS的裁剪和配置 在官方的demo中 每个工程都有一个该文件 2 先说一下 INCLUDE 开始的宏 使用 INCLUDE 开头的宏用来
  • ESP-IDF库开发教程之(4)--FLASH、BootLoader和FreeRTOS

    在之前的文章中 我描述了新的esp32芯片 并解释了如何设置开发环境 包括使用一种可选的图形IDE Eclipse 在开始开发程序之前 您需要了解框架的三个关键组件 flash bootloader和FreeRTOS操作系统 但别担心 在本
  • 使用 GCC 编译器的 ARM 内核的堆栈回溯(当存在 MSP 到 PSP 切换时)

    核心 ARM Cortex M4 编译器 GCC 5 3 0 ARM EABI 操作系统 免费 RTOS 我正在使用 gcc 库函数 Unwind Reason Code Unwind Backtrace Unwind Trace Fn v
  • 如何更改 FreeRTOS 中任务的最大可用堆大小?

    我通过以下方式在任务中创建元素列表 l dllist pvPortMalloc sizeof dllist dlllist 有 32 字节大 我的嵌入式系统有 60kB SRAM 所以我希望系统可以轻松处理我的 200 个元素列表 我发现在
  • Google iot MQTT - ESP32 首次连接,仅在 30m 后重新连接

    我正在使用 ESP32 与谷歌物联网云合作 我发送假值只是为了使用 MQTT 数据 PUB SUB 进行测试 显然我成功发布了值 有时 我无法重新连接到谷歌物联网 我不知道为什么它不断检查 wifi publishing 并且不检查 JWT
  • FreeRTOS 匈牙利表示法 [重复]

    这个问题在这里已经有答案了 我是 RTOS 和 C 编程的新手 而且我仍在习惯 C 的良好实践 因此 我打开了一个使用 FreeRTOS 的项目 我注意到操作系统文件使用匈牙利表示法 我知道一点符号 但面临一些新的 标准 FreeRTOS
  • 有关 CMake 错误的问题:没有为目标提供源

    我正在尝试使用 cmake 和 eclipse 将 FreeRtos 添加到我的项目中 但出现错误 我运行的是 debian 10 我的 cmake 版本是 3 13 4 cmake 的文件可以在以下位置找到这个 git 仓库 https
  • ESP32:dsb1820 温度传感器给出恒定的负 127 读数

    我正在尝试使用连接到 esp32 微控制器的单个 dsb1820 温度传感器来获取温度读数 传感器连接到 esp32 的 GPIO 4 我打算将温度读数发送到云端 我面临的问题是温度读数总是给出值 127 我在网上某处读到 当 dsb182

随机推荐

  • Linux下安装VNC图形化远程桌面工具

    Linux 下安装 xff1a 1 下载 vncserver vncview vnc Linux 版 下载地址 http download csdn net detail jxmykl 7789529 vnc Windows 版 下载地址
  • 对抗攻击Adversarial Attack

    参考链接 xff1a xff08 1 xff09 对抗攻击常见方法汇总 https blog csdn net qq 43367558 article details 121694626 xff08 2 xff09 对抗性样本攻击方法汇总
  • docker 防火墙 设置不生效问题解决

    centos7 想把容器的端口8500禁止掉 方法1 firewall cmd zone 61 public remove port 61 8500 tcp permanent xff08 没有用 xff09 报错Warning NOT E
  • 【组成原理期末复习】06总线系统

    一 基本概念 定义 数字计算机是由若干系统功能部件构成的 xff0c 这些系统功能部件在一起工作才能形成一个完整的计算机系统 计算机的若干功能部件之间不可能采用全互联形式 需要有公共的信息通道 xff0c 即总线 总线是构成计算机系统的互联
  • Build ONIE SDK

    Linux ubuntu 4 15 0 29 generic 31 16 04 1 Ubuntu SMP Wed Jul 18 08 54 04 UTC 2018 x86 64 x86 64 x86 64 GNU Linux sudo ap
  • SUMO/检测器设置(E3)学习总结

    一 E3检测器简介 Multi Entry Exit Detectors xff08 E3 xff09 可以用来检测通过检测区域的平均速度 车辆通过检测区域的平均停车次数 车辆通过区域的平均延误 一段时间内进入检测区域车辆数 一段时间内进入
  • source insight4 行结束符 CRLF转化为LF

    options gt preferences gt files gt default line endings 改成Unix LF显示行结束符 options gt preferences gt syntax formatting gt f
  • linux内核的反向路由检查机制

    今天遇到一个问题 xff0c eth1 eth2 双网卡 xff0c 都配有IP 默认网关在eth1 上 尝试给另一个网卡加上同样的默认网关 插入之后 xff0c 发现ens161 无法访问 ens256 可以访问 删除此条路由 xff0c
  • testpmd csum engine 测试 checksum hw offload

    dpdk版本 xff1a 网卡 xff1a intel E810 测试拓扑如下 xff1a root 64 usr share jmnd sy admin2 0 bin testpmd l 3 5 n 4 a ec 01 1 a ec 09
  • 修改git config

    git config local e 编辑仓库级别配置文件 git config global e 编辑用户级别配置文件 git config system e 编辑系统级别配置文件
  • Linux软件包的安装(rpm+yum)

    概述 xff1a 1 rpm软件包管理命令 软件包的获取 a 光盘镜像中有很多软件包可以使用 xff1a 先挂载光盘 xff0c 再查看软件包 b 从软件的官网获取 rpm 安装rpm包 ipm ivh 软件包名称 删除rpm包 ipm e
  • ubuntu samba配置好 没有权限写入解决

    在ubuntu下创建 samba后发现不能写 xff0c 用下面方法即可解决 xff1a 进入共享目录后 xff1a 执行命令 xff1a chmod R go 43 rwx share
  • outlook 使用git send-email发送邮件smtp的配置

    sendemail smtpencryption 61 tls sendemail smtpserverport 61 587 sendemail smtppass 61 xxxx sendemail smtpserver 61 smtp
  • virtio-user pmd driver 加载命令

    host server client dpdk testpmd l 9 10 n 4 file prefix 61 vhost vdev net vhost0 iface 61 tmp sock0 queues 61 1 i dpdk te
  • testpmd vdev设置队列深度

    dpdk testpmd l 2 3 n 4 file prefix 61 mtr vdev 61 net virtio user0 path 61 dev vhost vdpa 0 queues 61 1 queue size 61 51
  • ovs-vswitchd dbg

    root 64 Standard PC i440FX PIIX 1996 home smoke test gdb fGNU gdb Ubuntu 8 1 1 0ubuntu1 8 1 1 Copyright 2018 Free Softwa
  • Snorkel-数据标注系统

    为什么需要数据标注 在面临机器学习问题时 xff0c 我们往往会面临两个问题 xff1a 数据和算法 xff08 模型 xff09 随着各种机器学习框架的完善 xff0c 算法的应用门槛正在逐渐的降低 但数据的获取却仍然是一个费时费力的必需
  • Ubuntu扩展虚拟机的磁盘空间以及删除磁盘分区的方法

    1 虚拟机的磁盘扩容步骤如下 xff1a 2 将扩展的磁盘空间挂载到系统中 1 xff09 分区操作的几个命令 fdisk 磁盘分区相关操作 df 系统分区挂载信息 mount 挂载分区 umount 卸载分区 mkfs ext4 格式化分
  • 【计算机网络】数据链路层-基本数据链路层协议

    计算机网络 数据链路层 基本数据链路层协议 协议1 xff1a 一个乌托邦式的单工协议 单工协议即数据只能单向传输 这个协议假设信道永远不会丢失或损坏帧 xff0c 接收方的处理能力足够快 xff0c 缓冲区足够大 发送程序无限循环 xff
  • 【ESP32_FreeRTOS篇】

    FreeRTOS 是一款 开源免费 的实时操作系统 xff0c 遵循的是 GPLv2 43 的许可协议 这里说 到的开源 xff0c 指的是你可以免费得获取到 FreeRTOS 的源代码 xff0c 且当你的产品使用了 FreeRTOS 且