原创 十二、freeRTOS 软件定时器

定时器

硬件定时器：

CPU内部自带的定时器模块，通过初始化、配置可以实现定时，定时时间到以后就会执行相应的定时器中断处理函数。硬件定时器一般都带有其他功能，比如PWM输出、输入捕获等功能。但缺点是硬件定时器数量少！！！

软件定时器：

软件定时器允许设置一段时间，当设置的时间到达以后就执行指定的功能函数，被定时器调用的这个功能函数就叫做定时器的回调函数。回调函数的两次执行间隔，就叫做定时器的定时周期。简而言之，当定时器的定时周期到了就会执行回调函数。

回调函数的注意事项：

软件定时器的回调函数是在定时器服务任务中执行的，所以一定不能在回调函数中调用任何会阻塞任务的 API 函数！比如，定时器回调函数中千万不能调用 vTaskDelay()、vTaskDelayUnti()，还有一些访问队列或者信号量的非零阻塞时间的 API 函数也不能调用。

定时器服务

FreeRTOS软件定时器的API函数，大多都使用队列发送命令给定时器服务任务。这个队列叫做定时器命令队列。定时器命令队列是提供给FreeRTOS的软件定时器使用的，用户不能直接访问！通信过程如下所示：

通信过程详解：

定时器服务任务，是在任务调度器中创建的：

在创建定时器服务任务中，有创建定时器任务的函数：

定时器服务任务函数分析：

定时器消息队列的命令，是在第3个函数中处理的。

其中，创建队列的函数如下所示：

首先创建了一个定时器消息队列结构体：

接下来创建定时器命令消息队列：

定时器相关配置：

之前提到，软件定时器有一个定时器服务任务和定时器命令队列，这两个东西肯定是要配置的，配置方法和之前其他条件编译 一样，而且相关的配置也是放到文件 FreeRTOSConfig.h 中的，涉及到的配置如下：

单次定时器和周期定时器：

定时器相关的操作与API函数：

1 复位软件定时器

2 创建软件定时器：

这个宏 portTICK_PERIOD_MS 非常有用，如下所示：

1. #define configTICK_RATE_HZ ((TickType_t)1000)
2. #define portTICK_PERIOD_MS ((TickType_t)1000 / configTICK_RATE_HZ)

其中，configTICK_RATE_HZ 为每秒的 Tick 频率，portTICK_PERIOD_MS 则为每 Tick 一次需要多少 ms（周期ms）。

这个宏定义，可以用于将时间转换成 Tick 数，即 Tick 数 = 总时间 / （每次 Tick 的时间）

如我们需要延时800ms，则 Tick_count = 800 / (portTICK_PERIOD_MS)

3 开启定时器：

4 停止定时器：

测试实验

软件定时器测试实验：

创建两个任务， start_task 用于创建 timer_ctrl_task 和两个软件定时器；

周期定时器（周期1000节拍），单次定时器（周期2000节拍）

timer_ctrl_task 任务通过检测2个按键，来开始或者停止两个软件定时器；

程序很简单，如下所示：

1. TimerHandle_t auto_reload_timer_handle; // 周期定时器句柄
2. TimerHandle_t one_shot_timer_handle; // 单次定时器句柄
4. void start_task(void *pvParameters)
5. {
6. taskENTER_CRITICAL();
8. // 创建周期定时器
9. auto_reload_timer_handle = xTimerCreate((char * )"auto_reload_timer",
10. (TickType_t )(1000 / portTICK_PERIOD_MS), // 定时1秒
11. (UBaseType_t )pdTRUE, // 周期
12. (void * )1,
13. (TimerCallbackFunction_t)auto_reload_timer_callback);
14. // 创建单次定时器
15. one_shot_timer_handle = xTimerCreate((char * )"one_shot_timer",
16. (TickType_t )(2000 / portTICK_PERIOD_MS), // 定时2秒
17. (UBaseType_t )pdFALSE, // 单次
18. (void * )2,
19. (TimerCallbackFunction_t)one_shot_timer_callback);
21. // 创建定时器控制任务
22. xTaskCreate((TaskFunction_t )timer_ctrl_task,
23. (char * )"timer_ctrl_task",
24. (uint16_t )TIMER_TASK_SIZE,
25. (void * )NULL,
26. (UBaseType_t )TIMER_TASK_PRIO,
27. (TaskHandle_t * )&timer_task_Handle);
28. vTaskDelete(Start_Task_Handle);
29. taskEXIT_CRITICAL();
30. }
32. void timer_ctrl_task(void *pvParameters)
33. {
34. printf("\r\ntimer_ctrl_task start!\r\n");
35. printf("press KEY1 to start auto_reload_timer\r\n");
36. printf("press KEY2 to start one_shot_timer\r\n");
37. for (;;)
38. {
39. if (key_scan(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == KEY_ON)
40. {
41. // 发送队列阻塞时间设置为0
42. if (xTimerStart(auto_reload_timer_handle, 0) == pdFAIL)
43. {
44. printf("auto_reload_timer start failed\r\n");
45. }
46. }
47. if (key_scan(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) == KEY_ON)
48. {
49. // 发送队列阻塞时间设置为0
50. if (xTimerStart(one_shot_timer_handle, 0) == pdFAIL)
51. {
52. printf("one_shot_timer start failed\r\n");
53. }
54. }
55. vTaskDelay(50);
56. }
57. }
59. // 周期定时器回调函数
60. void auto_reload_timer_callback(TimerHandle_t pxTimer)
61. {
62. static uint16_t times = 0;
63. printf("auto_reload_timer running = %d times\r\n", ++times);
64. }
66. // 单次定时器回调函数
67. void one_shot_timer_callback(TimerHandle_t pxTimer)
68. {
69. static uint16_t times = 0;
70. printf("one_shot_timer running = %d times\r\n", ++times);
71. }

程序运行结果如下：

多定时器共用回调函数：

前面提到，创建定时器时有一个pvTimerID，可以用于区分不同的定时器，如下所示：

函数原型如下所示：

其实就是根据定时器句柄，来获取 TimerID

通过在回调函数中调用这个函数获取ID，就能直到当前是哪个定时器调用回调函数，如下所示：

1. // 定时器共用回调函数
2. void timer_common_callback(TimerHandle_t pxTimer)
3. {
4. static uint16_t one_shot_times = 0;
5. static uint16_t auto_reload_times = 0;
7. if (pvTimerGetTimerID(pxTimer) == (void *)1)
8. {
9. printf("周期定时器运行%d次\r\n", ++auto_reload_times);
10. }
11. if (pvTimerGetTimerID(pxTimer) == (void *)2)
12. {
13. printf("单次定时器运行%d次\r\n", ++one_shot_times);
14. }
15. }

测试结果和之前分开写回调函数一致，如下所示：

既然创建定时器时，已经给每个定时器创建了句柄，那么定时器回调函数中，应该也可以直接通过句柄来进行当前是那个定时器在调用回调函数，如下所示：

1. // 定时器共用回调函数
2. void timer_common_callback(TimerHandle_t pxTimer)
3. {
4. static uint16_t one_shot_times = 0;
5. static uint16_t auto_reload_times = 0;
7. #if 0
8. if (pvTimerGetTimerID(pxTimer) == (void *)1)
9. {
10. printf("周期定时器运行%d次\r\n", ++auto_reload_times);
11. }
12. if (pvTimerGetTimerID(pxTimer) == (void *)2)
13. {
14. printf("单次定时器运行%d次\r\n", ++one_shot_times);
15. }
16. #else
17. if (pxTimer == auto_reload_timer_handle)
18. {
19. printf("周期定时器运行%d次\r\n", ++auto_reload_times);
20. }
21. if (pxTimer == one_shot_timer_handle)
22. {
23. printf("单次定时器运行%d次\r\n", ++one_shot_times);
24. }
25. #endif
26. }

两种方式的运行结果相同，但推荐使用获取ID的方式，因为这是FreeRTOS推荐的。

 转载于：https://blog.csdn.net/dingyc_ee/article/details/104118508