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FreeRTOS_004_FreeRTOSConfig.h配置文件(一)升级版

strongerHuang strongerHuang 2021-01-31


写在前面

上一篇我文章提供大家可直接运行的代码,如果测试过的朋友应该知道,想要FreeRTOS运行起来其实很简单,不用修改很多代码和配置信息,就可以将FreeRTOS添加到自己的工程中并成功跑起来。


从本文开始讲述FreeRTOS中的代码,为了照顾大部分朋友,还是以简单,基础为原则。


FreeRTOS中“FreeRTOSConfig.h”配置的内容随着版本(功能)的增加而增加,也就是说随着系统功能的增加,对应需要的配置信息也响应增加了。但是系统为了兼容之前的代码,系统自身做了兼容处理。


比如:configUSE_QUEUE_SETS是属于“FreeRTOSConfig.h”中定义的选项,如果用户没有定义,则在“FreeRTOS.h”中有类似如下定义。

#ifndef configUSE_QUEUE_SETS

  #define configUSE_QUEUE_SETS 0

#endif


开始设计FreeRTOS系统时,工程师们肯定会想到,要尽量减少开发者的开发难度。我们初学移植FreeRTOS时,“FreeRTOSConfig.h”中的大部分配置都选择默认即可。只有后期熟悉了,开发需要使用较多功能的时候,里面各项的配置就必须要熟透。


对英文不反感的朋友建议参考官网的内容,毕竟官网的资料才是最权威的。

官网地址:

http://www.freertos.org/a00110.html


从官网提供的资料,可以看得出“FreeRTOSConfig.h”将配置信息划分为10大类,但是很多配置信息我们都可以选择不用(或者不定义)。

微信公众号中技术文章篇幅不易过长,本文针对初学者,先讲述通用的配置。


通用配置

这一章也叫基本配置,反正就是需要我们定义的一些配置,也是比较重要的配置。


提示:带(*)的为相对理解一点,或者较重要。

FreeRTOSConfig.h配置文件牵涉到许多关于系统方面的名词,可能许多初学者不容易理解。比如:信号量、消息队列、互斥锁、事件组······等。

不过不用担心,先有个大概了解,我后期会再次有针对性的重点讲述。


1.configUSE_PREEMPTION

调度模式配置

配置为0:合作式调度,即时间片轮流执行;

配置为1:抢占式调度,即优先级高的任务抢先执行;

由于我们要求实时响应,就配置为1,使用抢占式调度方式。否则就发挥不到实时操作系统的作用。


2.configCPU_CLOCK_HZ

CPU时钟,就是我们常说的主频。注意:单位是Hz。

如:STM32F407主频为168M:

#define configCPU_CLOCK_HZ      (168000000)


3.configTICK_RATE_HZ

系统滴答,即系统每秒钟滴答的次数,可以说是系统的心跳,但需要和主频区分开来。系统滴答的值要根据CPU主频来看,一般主频越高,取值相对越大,一般在100至1000之间。


简单举例:系统滴答决定vTaskDelay。

比如:

#define configTICK_RATE_HZ    (1000)

则:

vTaskDelay(1000),表示延时1S。


4.configMAX_PRIORITIES

系统最大优先级值

我们创建任务是,配置的优先级值不能超过这个最大值。

xTaskCreate(vAppTask1, "Task1", TASK1_STACK_SIZE, NULL, TASK1_PRIORITY, NULL);


提示:

a.系统优先级和中断优先级原理类似,高优先级的会抢在低优先级的前面,但需要区分系统和中断优先级的应用场景。

b.FreeRTOS中优先级数值越大,优先级越高。而UCOS则相反。


5.configMINIMAL_STACK_SIZE

最小堆栈值

在系统中,一般用于空闲、定时等一些系统任务中,当然,我们有些地方也可以使用这个定义的堆栈值。


注意数值的单位,一般在ARM中为4个字节。


6.configTOTAL_HEAP_SIZE

系统总共堆(栈)大小

我们需要根据需要使用的情况定义这个值。不能定义太小,太小内存容易溢出;也不能定义太大,有些芯片RAM本身就不大(有些就只有几K),如果太大我们就没法定义太多全局变量,或分配其他堆栈空间。


7.configMAX_TASK_NAME_LEN

任务名称最大长度

也就是创建任务定义任务名称的字符串长度

xTaskCreate(vAppTask1, "Task1", TASK1_STACK_SIZE, NULL, TASK1_PRIORITY, NULL);


提示:结束符 '\0'也包含在内。


8.configUSE_16_BIT_TICKS

是否使用16位滴答计数值

配置为0:则使用32位的滴答计数值,一般在32位处理器中都是配置为0;

配置为1:则使用16位的滴答计数值,一般8位或者16位处理器中配置为1。


9.configIDLE_SHOULD_YIELD

是否让空闲任务“放弃”抢占

也就是说在执行与空闲任务相同优先级的任务过程中,空闲任务是否具有抢占的机会。


配置为0:不放弃抢占;

配置为1:放弃抢占;


10.configUSE_MUTEXES

是否使用互斥锁


配置为0:不使用

配置为1:使用


提示互斥锁也叫互斥信号量,也就是说对资源“加锁”。它的作用是实现多任务间共享资源的独占式处理。简单的说,就是某个资源在某一时刻只允许一个任务处理,处理完之后才允许其他任务处理该资源。


比如:A任务优先级高,B任务优先级低;AB任务都会使用一个串口发送指令数据,(即每次必须发送完成,不能发送到一半就被打断)。


当B任务正在发送数据时,A任务处于就绪状态(要打断B任务)。那么B任务就需要使用互斥锁占有该串口(加锁,占有该资源),等发送完指令,就释放该串口(开锁,释放该资源)。一旦释放了该资源,A任务就可以使用该串口(资源)了。


11.configUSE_RECURSIVE_MUTEXES

是否使用递归互斥锁


配置为0:不使用

配置为1:使用


13.configQUEUE_REGISTRY_SIZE(*)

可添加(或登记)队列名的数量


这个配置信息不好翻译,它主要结合vQueueAddToRegistry与vQueueUnregisterQueue这两个函数使用。


直接上函数接口:

void vQueueAddToRegistry(QueueHandle_t xQueue, const char *pcQueueName);

void vQueueUnregisterQueue(QueueHandle_t xQueue);


从函数接口可以知道,一个函数是登记(已经创建的)队列的名称;一个函数是注销队列的名称;


其实,主要目的就是给(已经创建的)队列取名,方便调试查找。


提示:很多初学者理解为“可创建队列的最大数”,这个配置参数与其完全不一样的概念。


14.configUSE_QUEUE_SETS(*)

是否使用消息队列“SET”功能


配置为0:不使用

配置为1:使用


这个配置信息也相对较难理解。

提示:网上很多解释为:使能/禁止消息队列。这个理解太笼统,与消息队列配置相关的信息比较多,我个人觉得不正确。


15.configUSE_TIME_SLICING

是否使用时间片进行调度


这个参数结合上面第1各配置参数configUSE_PREEMPTION一起使用。


这个配置参数是在后面新版本增加的,好像在V7版本之前是没有这个配置参数。所以,在FreeRTOSConfig.h配置文件中默认是没有的,而是定义在FreeRTOS.h中。

#ifndef configUSE_TIME_SLICING

  #define configUSE_TIME_SLICING 1

#endif


精华部分

之前推出的电子书版本反应的效果不错。因此,坚持为大家整理FreeRTOS系列教程的PDF版本电子书。

提示:微信公众号不支持外链接


FreeRTOS系列教程PDF电子书下载地址:

http://pan.baidu.com/s/1nuHFF5n


网上很多教程都没有配套的Demo例程,希望我这结合Demo例程讲述的一系列教程,能让大家更加容易学会。


FreeRTOS_STM32F0_Demo下载地址:

http://pan.baidu.com/s/1qYbmfy0


FreeRTOS_STM32F1_Demo下载地址:

http://pan.baidu.com/s/1jHDHRPc


FreeRTOS_STM32F2_Demo下载地址:

http://pan.baidu.com/s/1mi3eIdq


FreeRTOS_STM32F3_Demo下载地址:

http://pan.baidu.com/s/1kUZu5G7


FreeRTOS_STM32F4_Demo下载地址:

http://pan.baidu.com/s/1bplLZ7x


最后

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