FreeRTOS配置文件有哪些基础配置

Posted 2022-06-18 strongerHuang

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作者 | strongerHuang

微信公众号 | strongerHuang

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相应增加了。

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

通用配置

基础配置是需要我们定义的一些配置，也是比较重要的配置。

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

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