FreeRTOS实时操作系统的任务概要讲解

一、FreeRTOS实时操作系统概述

FreeRTOS是一个功能强大、灵活可靠且开源的实时操作系统。它支持多任务、多线程，并且可以运行于各种不同的嵌入式系统平台上。该系统具有以下特性:

1. 内核位置独立，支持多种处理器架构；
2. 轻量级设计，不需要特定硬件支持；
3. 多任务支持，可以支持多个任务同时运行；
4. 支持多种不同的调度算法；
5. 支持不同类型的信号量、消息队列等同步机制；
6. 可扩展性强；
7. 各种免费文档和案例。

二、FreeRTOS实时操作系统的任务

1. 任务定义

任务是FreeRTOS系统中的基本执行单位。任务可以被认为是一个独立的程序，可以与其他任务同时运行。将系统中所要完成的工作划分为不同的任务，并且每一个任务都拥有自己的独立的工作空间和栈。

1. 任务状态

FreeRTOS中的任务主要有如下四个状态：

1. 就绪状态：表示任务已经被系统安排好，随时可以运行；
2. 运行状态：表示当前正在执行的任务；
3. 阻塞状态：表示任务不能够执行，等待事件被触发或等待时间到达；

4. 删除状态：表示任务已经被删除，但是其占用的资源并没有被释放。

5. 任务实现

任务在FreeRTOS系统中以任务控制块（Task Control Block）的形式存在。任务控制块保存了任务的相关信息，例如任务状态、优先级、堆栈指针等。任务的优先级决定了任务被调度的先后顺序。优先级越高的任务越先被调度。

另外，任务的实现可以使用FreeRTOS提供的API函数进行调用和管理。最基本的API函数包括vTaskCreate、vTaskDelete、vTaskDelay等。

三、示例说明

下面给出两个示例，分别说明如何在FreeRTOS系统中创建和实现一个任务。

1. 示例一：创建和实现一个简单的任务

void vTaskFunction(void *pvParameters)
{
  while(1) {
    // 在此处添加任务的执行操作
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

void main()
{
  xTaskCreate(vTaskFunction, "Task 1", 200, NULL, 1, NULL);
  vTaskStartScheduler();
}

上述代码实现了一个简单的任务vTaskFunction，它调用了vTaskDelay暂停一秒钟，并且循环执行。该任务的优先级被设置为1，当调用vTaskStartScheduler函数时，任务开始执行。

1. 示例二：创建和实现两个任务并调度执行

void vTask1(void *pvParameters) {
  while(1) {
    // 在此处添加任务1的执行操作
    vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

void vTask2(void *pvParameters) {
  while(1) {
    // 在此处添加任务2的执行操作
    vTaskDelay(800 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

int main(void) {
  xTaskCreate(vTask1, "Task 1", 200, NULL, 1, NULL);
  xTaskCreate(vTask2, "Task 2", 200, NULL, 2, NULL);
  vTaskStartScheduler();
  return 0;
}

在该示例中，我们创建了两个任务vTask1和vTask2。vTask1的优先级为1，vTask2的优先级为2。在main函数中调用vTaskStartScheduler函数开始任务调度。

以上两个示例阐述了如何在FreeRTOS系统中创建和实现一个任务，以及如何创建和调度多个任务。所有代码均需要基于FreeRTOS API来实现。