软件定时器
在FreeRTOS里，我们可以设置无数个"软件定时器"，它们都是基于系统滴答中断
(Tick Interrupt)。
定时器的使用
使用定时器需要指定以下内容：
- 指定时间：启动定时器和运行回调函数，两者的间隔被称为定时器的周期(period)。
- 指定类型：一次性和自动加载定时器
- 指定回调函数：指定到时间后要做什么
软件定时器有两种状态：运行和冬眠
软件定时器的上下文
在FreeRTOS中，定时器函数需要在RTOS Damemon Task中执行，也被称为RTOS守护任务。
当FreeRTOS的配置项configUSE_TIMERS被设置为1时，在启动调度器时，会自动创建RTOS Damemon Task。
我们自己编写的任务函数要使用定时器时，是通过"定时器命令队列"(timer command queue)和守护任务交互，如下图所示：
守护任务的优 先级为： configTIMER_TASK_PRIORITY ；定时器命令队列的长度为configTIMER_QUEUE_LENGTH。
定时器的使用
定时器的创建，包含动态分配内存和静态分配内存两种方式：
/* 使用动态分配内存的方法创建定时器 * pcTimerName:定时器名字, 用处不大, 尽在调试时用到 * xTimerPeriodInTicks: 周期, 以 Tick 为单位 * uxAutoReload: 类型, pdTRUE 表示自动加载, pdFALSE 表示一次性 * pvTimerID: 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器 * pxCallbackFunction: 回调函数 * 返回值: 成功则返回 TimerHandle_t, 否则返回 NULL */ TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction ); /* 使用静态分配内存的方法创建定时器 * pcTimerName:定时器名字, 用处不大, 尽在调试时用到 * xTimerPeriodInTicks: 周期, 以 Tick 为单位 * uxAutoReload: 类型, pdTRUE 表示自动加载, pdFALSE 表示一次性 * pvTimerID: 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器 * pxCallbackFunction: 回调函数 * pxTimerBuffer: 传入一个 StaticTimer_t 结构体, 将在上面构造定时器 * 返回值: 成功则返回 TimerHandle_t, 否则返回 NULL */ TimerHandle_t xTimerCreateStatic(const char * const pcTimerName, TickType_t xTimerPeriodInTicks, UBaseType_t uxAutoReload, void * pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction, StaticTimer_t *pxTimerBuffer );回调函数：
void ATimerCallback( TimerHandle_t xTimer ); typedef void (* TimerCallbackFunction_t)( TimerHandle_t xTimer );删除：
/* 删除定时器 * xTimer: 要删除哪个定时器 * xTicksToWait: 超时时间 * 返回值: pdFAIL 表示"删除命令"在 xTicksToWait 个 Tick 内无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerDelete( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait );启动和停止定时器
/* 启动定时器 * xTimer: 哪个定时器 * xTicksToWait: 超时时间 * 返回值: pdFAIL 表示"启动命令"在 xTicksToWait 个 Tick 内无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerStart( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait ); /* 启动定时器(ISR 版本) * xTimer: 哪个定时器 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒, * 如果守护任务的优先级比当前任务的高, * 则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE", * 表示需要进行任务调度 * 返回值: pdFAIL 表示"启动命令"无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerStartFromISR( TimerHandle_t xTimer, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken ); /* 停止定时器 * xTimer: 哪个定时器 * xTicksToWait: 超时时间 * 返回值: pdFAIL 表示"停止命令"在 xTicksToWait 个 Tick 内无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerStop( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait ); /* 停止定时器(ISR 版本) * xTimer: 哪个定时器 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒, * 如果守护任务的优先级比当前任务的高, * 则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE", * 表示需要进行任务调度 * 返回值: pdFAIL 表示"停止命令"无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerStopFromISR( TimerHandle_t xTimer, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );复位
/* 复位定时器 * xTimer: 哪个定时器 * xTicksToWait: 超时时间 * 返回值: pdFAIL 表示"复位命令"在 xTicksToWait 个 Tick 内无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerReset( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait ); /* 复位定时器(ISR 版本) * xTimer: 哪个定时器 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒, * 如果守护任务的优先级比当前任务的高, * 则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE", * 表示需要进行任务调度 * 返回值: pdFAIL 表示"停止命令"无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerResetFromISR( TimerHandle_t xTimer, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );修改定时器周期
/* 修改定时器的周期 * xTimer: 哪个定时器 * xNewPeriod: 新周期 * xTicksToWait: 超时时间, 命令写入队列的超时时间 * 返回值: pdFAIL 表示"修改周期命令"在 xTicksToWait 个 Tick 内无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerChangePeriod( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xNewPeriod, TickType_t xTicksToWait ); /* 修改定时器的周期 * xTimer: 哪个定时器 * xNewPeriod: 新周期 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒, * 如果守护任务的优先级比当前任务的高, * 则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE", * 表示需要进行任务调度 * 返回值: pdFAIL 表示"修改周期命令"在 xTicksToWait 个 Tick 内无法写入队列 * pdPASS 表示成功 */ BaseType_t xTimerChangePeriodFromISR( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xNewPeriod, BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );资源管理
在想要独占式的访问临界资源时，有以下几种常用的手段：
- 互斥量
- 屏蔽中断
- 禁止调度器
屏蔽中断：
- 任务中使用：taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()
- ISR 中使用：taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()
/* 在任务中，当前时刻中断是使能的 * 执行这句代码后，屏蔽中断 */ taskENTER_CRITICAL(); /* 访问临界资源 */ /* 在任务中，当前时刻中断是使能的 * 执行这句代码后，屏蔽中断 */ taskENTER_CRITICAL(); /* 访问临界资源 */暂停调度器
/* 暂停调度器 */ void vTaskSuspendAll( void ); /* 恢复调度器 * 返回值: pdTRUE 表示在暂定期间有更高优先级的任务就绪了 * 可以不理会这个返回值 */ BaseType_t xTaskResumeAll( void );案例--DHT11的使用
DHT11使用单总线通信，所有信号都靠一根线传输，对时间精度要求很高。因此如果程序中有其他高频率的中断可能会打断DHT11的时序读取过程，导致数据错乱。
因此我们在使用定时器读取DHT11的数据的时候可以暂停调度器，然后读取完再恢复调度器即可。
创建定时器读取数据：
DHT11_Init(); //创建定时器 g_TimerDHT11 = xTimerCreate ("DHT11", 2000, pdTRUE, NULL, DHT11_TimerFunc);对应的回调函数：
可以看到我们通过暂停调度器从而保证数据的正确性
static void DHT11_TimerFunc(TimerHandle_t xTimer) { int hum, temp; int err; //暂停调度器 vTaskSuspendAll(); err = DHT11_Read(&hum, &temp); xTaskResumeAll(); //恢复调度器 if(err == 0) { char buff[20]; sprintf(buff, "hum:%d temp:%d", hum, temp); LCD_ClearLine(0, 0); LCD_PrintString(0, 0, buff); } else { LCD_ClearLine(0, 0); LCD_PrintString(0, 0, "DHT11 error"); } }
)