stm32cubemx freertos占用一个定时器

### STM32CubeMX FreeRTOS 任务计时配置教程 #### 使用定时器进行任务延时操作 为了使FreeRTOS能够管理时间，通常需要配置一个硬件定时器来提供滴答中断[^1]。此定时器用于生成周期性的中断请求IRQ，从而允许内核跟踪经过的时间并执行必要的调度决策。 对于STM32系列微控制器而言，在初始化阶段通过STM32CubeMX工具完成如下设置： - **选择合适的定时器**：推荐选用高级控制定时器如TIM16或其他未被占用的通用定时器作为系统节拍源。 - **设定定时器参数**：调整预分频系数PSC以及自动重装载寄存器ARR使得产生的溢出事件频率满足应用需求下的最小分辨率要求（一般为1kHz即每毫秒一次）。这一步骤可通过图形界面直观地修改相关数值直至达到预期效果为止[^5]。 一旦完成了上述基础工作之后，便可以在项目中定义具体的应用逻辑了。当涉及到具体的任务延迟或等待特定时间段再继续运行的情况下，可以调用API函数`vTaskDelay()`指定希望休眠多久；而如果想要测量某个过程所耗费的实际耗时时，则应该考虑利用软件定时器服务。 #### 创建与启动软件定时器实例 除了依赖于底层硬件外设之外，FreeRTOS还提供了更为灵活便捷的方式——即所谓的“软件定时器”。这类组件完全由RTOS本身负责维护其状态变化，并且支持动态创建销毁特性。因此非常适合用来处理那些不频繁发生却仍需精确计量间隔场景中的事务。 要在应用程序里启用此类机制的话，只需按照下述流程操作即可： - 打开STM32CubeMX软件后加载目标板对应的工程文件； - 导航至中间件选项卡找到Real-Time Operating System分类下的FreeRTOS条目展开查看更多子项； - 启用Software Timer模块确保编译链接过程中包含了相应实现代码片段； - 编辑main.c源码文件增加全局变量声明部分加入类似下面这样的语句以便稍后引用： ```c StaticTimer_t xAutoReloadTimer; TimerHandle_t xTimer = NULL; ``` - 接着在同一位置附近添加回调函数原型说明告知编译器关于超时期间打算采取何种行动的信息： ```c void vTimerCallback(TimerHandle_t pxTimer); ``` - 实现该方法体内部编写业务规则比如切换LED灯亮灭状态或是发送消息给其他线程等等动作； - 最终回到主循环入口处注册新建立的对象同时开启它进入就绪队列准备接受触发条件检验： ```c const TickType_t xMaxBlockTime = pdMS_TO_TICKS( 100 ); ... /* Create the timer that will expire after ten seconds, and then every fifteen seconds thereafter. */ xTimer = xTimerCreateStatic( "MyTimer", // Just a text name, not used by the RTOS kernel. ( 10 * 100 ), // Ten second period. pdTRUE, // The periodic behavior is automatically reloaded. (void *) 0, // Id of this timer instance. &xAutoReloadTimer // Pointer to structure allocated statically. ); if( xTimer != NULL ) { if( xTimerStart( xTimer, xMaxBlockTime ) != pdPASS ) { /* The start command was not successful. Take appropriate action here. */ } } ``` 以上就是有关如何借助STM32CubeMX平台快速搭建起具备基本功能完备度较高的FreeRTOS环境并且成功集成软硬两种形式相结合的时间管理方案的大致介绍。

### STM32CubeMX 中 FreeRTOS 任务调度与用时计算方法 在使用 STM32CubeMX 配置 FreeRTOS 的过程中，可以通过特定的方式实现任务调度以及测量任务的执行时间。以下是关于如何配置这些功能的具体说明。 #### 1. 配置 FreeRTOS 时间参数 通过 STM32CubeMX 工具可以轻松完成 FreeRTOS 的初始化设置。当启用 FreeRTOS 后，工具会自动生成必要的代码框架。对于任务的时间参数（如优先级、堆栈深度等），可以在 `os.h` 文件中找到对应的定义[^1]： ```c // 定义任务的堆栈大小和优先级 #define osKernelStart() vTaskStartScheduler() #define osThreadNew(func, arg, attr) xTaskCreate((func), (attr)->name, (attr)->stack_size / sizeof(void*), (arg), (attr)->priority, NULL) ``` 上述代码片段展示了如何通过属性结构体来指定任务的相关参数。其中，`stack_size` 表示任务栈大小，单位为字节数；而 `priority` 则表示任务的优先级。 #### 2. 测量任务执行时间的方法 要测量任务的实际运行时间，通常需要借助定时器或其他计数机制。以下是一个常见的解决方案，涉及以下几个步骤： ##### （1）使能运行时间统计功能 为了支持任务运行时间的统计，需开启相应的宏定义并提供底层硬件支持。具体操作如下所示[^3]： ```c extern uint32_t VALUE; #define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() VALUE #define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 1 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 #define configUSE_TRACE_FACILITY 1 ``` 这里的关键在于正确配置 `portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()` 和 `portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()` 函数，它们分别用于获取当前计数值和初始化定时器资源。 ##### （2）编写定时器驱动程序 假设采用 TIM2 作为运行时间统计的基础，则可在 HAL 层面实现如下逻辑： ```c void TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS(void) { __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2, UINT32_MAX); // 设置自动重载值 __HAL_TIM_ENABLE(&htim2); // 开启定时器 } uint32_t GetRunTimeCounterValue(void) { return __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2); // 获取当前计数值 } ``` 此部分实现了对定时器的操作接口，供上层调用以记录时间戳数据。 ##### （3）分析统计数据 启动内核之后，可通过 API 查询各任务所占用 CPU 资源的比例情况。例如，利用 `uxTaskGetSystemState()` 可获得详细的系统状态信息，其中包括每项任务的工作周期占比。 #### 示例代码展示 下面给出一段完整的测试代码样例，演示如何结合以上理论构建实际应用环境： ```c #include "main.h" #include "cmsis_os.h" /* 定义全局变量 */ volatile uint32_t RunTimeCount; /** * @brief 初始化定时器服务函数 */ void MX_FREERTOS_Init(void) { /* 配置运行时间统计所需的外设 */ portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS(); /* 创建简单任务 A 和 B */ osThreadDef(TaskA, StartTaskA, osPriorityNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE); osThreadDef(TaskB, StartTaskB, osPriorityBelowNormal, 0, configMINIMAL_STACK_SIZE); osThreadCreate(osThread(TaskA), NULL); osThreadCreate(osThread(TaskB), NULL); } /** * @brief 主循环入口点 */ int main(void) { HAL_Init(); // 系统初始化 SystemClock_Config(); // 配置系统时钟 MX_GPIO_Init(); // GPIO 初始化 MX_USARTx_UART_Init(); // UART 接口初始化 MX_FREERTOS_Init(); // 自由实时操作系统初始化 while (true) {} } /** * @brief Task A 实现细节 */ void StartTaskA(void const *argument) { TickType_t LastWakeTime = xTaskGetTickCount(); for (;;) { printf("TaskA Running...\r\n"); vTaskDelayUntil(&LastWakeTime, pdMS_TO_TICKS(500)); } } /** * @brief Task B 实现细节 */ void StartTaskB(void const *argument) { TickType_t LastWakeTime = xTaskGetTickCount(); for (;;) { printf("TaskB Running...\r\n"); vTaskDelayUntil(&LastWakeTime, pdMS_TO_TICKS(750)); } } ``` ---