FreeRTOS实时操作系统结构示例

下面我将为你详细讲解"FreeRTOS实时操作系统结构示例"的完整攻略。

FreeRTOS实时操作系统介绍

FreeRTOS是一款开源的实时操作系统内核，专门设计用于小型微控制器(MCU)和单片机。它的优点在于轻量级、可移植、可扩展、可裁剪和易于使用, 是很多嵌入式工程师的选择。

FreeRTOS致力于提供一种用于实现实时任务并发管理的可移植方法，并包含原子性操作、与中断同步、消息发送和接收等功能，以帮助开发者实现高效、安全并且可靠的嵌入式应用程序。

FreeRTOS系统结构示例1

FreeRTOS系统由内核和应用程序两部分组成。内核负责任务调度、中断处理和内存管理等系统级功能，应用程序则包括各种用户自定义的任务。

下面是一个简单的示例，其中包含了两个任务：Task1和Task2。

void Task1(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS); // 延迟1秒
        printf("Task1 is running.\n");
    }
}

void Task2(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        vTaskDelay(2000 / portTICK_RATE_MS); // 延迟2秒
        printf("Task2 is running.\n");
    }
}

int main(void)
{
    xTaskCreate(Task1, "Task1", 1000, NULL, 1, NULL);
    xTaskCreate(Task2, "Task2", 1000, NULL, 2, NULL);

    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

其中，Task1每隔1秒输出一次"Task1 is running."，Task2每隔2秒输出一次"Task2 is running."。可以看出，这两个任务均无限循环，只有通过延迟函数vTaskDelay()来控制其执行时间间隔。

FreeRTOS系统结构示例2

下面给出的是一个更复杂的示例，其中包含了较多的任务及其相应的延迟时长和优先级。

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"

#define mainQUEUE_LENGTH                    ( 5 )
#define mainQUEUE_RECEIVE_BLOCK_TIME_MS      ( 500 / portTICK_RATE_MS )

static QueueHandle_t xQueue = NULL;

void vSenderTask( void *pvParameters )
{
    const TickType_t xBlockTime = pdMS_TO_TICKS( mainQUEUE_RECEIVE_BLOCK_TIME_MS );
    TickType_t xNextWakeTime;
    const unsigned long ulValueToSend = 100UL;

    xNextWakeTime = xTaskGetTickCount();
    for( ;; )
    {
        printf( "Sender task: about to attempt to post on empty queue\r\n" );
        xQueueSend( xQueue, &ulValueToSend, xBlockTime );

        vTaskDelayUntil( &xNextWakeTime, pdMS_TO_TICKS( 2000 ) );
    }
}

void vReceiverTask( void *pvParameters )
{
    unsigned long ulReceivedValue;
    BaseType_t xStatus;

    for( ;; )
    {
        printf( "Receiver task: about to receive from queue\r\n" );
        xStatus = xQueueReceive( xQueue, &ulReceivedValue, mainQUEUE_RECEIVE_BLOCK_TIME_MS );
        if( xStatus == pdPASS )
        {
            printf( "Receiver task: Received = %lu\r\n", ulReceivedValue );
        }
        else
        {
            printf( "Receiver task: Failed to receive from queue within defined time\r\n" );
        }
    }
}

int main( void )
{
    xQueue = xQueueCreate( mainQUEUE_LENGTH, sizeof( unsigned long ) );

    xTaskCreate( vSenderTask, "Sender", 1000, NULL, 1, NULL );
    xTaskCreate( vReceiverTask, "Receiver", 1000, NULL, 2, NULL );

    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

该示例中，包含了两个任务：vSenderTask和vReceiverTask，并启动了一个队列xQueue，长度为5。任务vSenderTask周期性的往队列里发送数值，而任务vReceiverTask周期性的尝试从队列中读取数值，如果成功则打印出来；否则输出一条失败信息。它们之间的这种分工协作，体现了FreeRTOS的并发管理和资源共享功能。

以上是关于FreeRTOS实时操作系统结构示例的完整攻略，希望能够对你有所帮助。