FreeRTOS 定时器中断内存CPU

Posted 2022-01-05 为了维护世界和平_

文章目录

• • 一、定时器任务
  • 二、内存管理
  • 三、中断管理
  • 四、CPU使用率统计

一、定时器任务

创建定时器

TimerHandle_t xTimerCreate(	const char * const pcTimerName,//定时器名
								const TickType_t xTimerPeriodInTicks,//定时周期
								const UBaseType_t uxAutoReload,//周期模式
								void * const pvTimerID,//ID 
                TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )//回调函数

启动定时器
xTimerStart()

启动定时器（中断）
xTimerStartFromISR()

关闭定时器
xTimerStop()

关闭定时器（中断）
xTimerStopFromISR()

实例

static TimerHandle_t Swtmr1_Handle =NULL;   /* */
static uint32_t TmrCb_Count1 = 0; /* 回调函数调用次数 */

static void AppTaskCreate(void)

  taskENTER_CRITICAL(); 
  Swtmr1_Handle=xTimerCreate((const char*		)"AutoReloadTimer",
                            (TickType_t			)1000,/*定时周期 */
                            (UBaseType_t		)pdTRUE,/* 周期模式*/
                            (void*				  )1,/*定时任务ID 唯一 */
                            (TimerCallbackFunction_t)Swtmr1_Callback); //回调函数
  if(Swtmr1_Handle != NULL)                          
  
    xTimerStart(Swtmr1_Handle,0);	
                              
 
  vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle);
  taskEXIT_CRITICAL(); 


//回调函数
static void Swtmr1_Callback(void* parameter)
		
  TickType_t tick_num1;
  TmrCb_Count1++;	
  
  tick_num1 = xTaskGetTickCount();	/* 获取滴答计数器值 */
  
  printf("Swtmr1_Callback函数计数 %d ´Î\\n", TmrCb_Count1);
  printf("滴答计数=%d\\n", tick_num1);

二、内存管理

FreeRTOS 的 V9.0.0 提供了 5 种内存管理算法，分别是 heap_1.c、heap_2.c、heap_3.c、heap_4.c、heap_5.c，源文件存放于MemMang 路径下，选择其中一个添加到我们的工程中即可

内存管理模块通过对内存的申请、释放操作，来管理用户和系统对内存的使用，使内存的利用率和使用效率达到最优，同时最大限度地解决系统可能产生的内存碎片问题。

内存管理方案详解

文件	说明
heap_1.c	只能申请不能释放，申请内存的时间是一个常量；没有释放，不会产生内存碎片；内存利用率不高
heap_2.c	支持释放内存，采用最佳匹配算法，在空闲内存中找到合适申请大小的空间，不能把两个小的内存合并成一个大的内存块，容易产生碎片
heap_3.c	简单封装了C库中的malloc，free函数，操作内存前挂起调度器、完成后再恢复调度器
heap_4.c	最佳匹配和合并算法，空闲块以单链表的形式连接起来，可作为有先选择使用
heap_5.c	最佳匹配和合并算法，允许跨多个非连续的内存区（多个物理内存）

获取当前内存大小xPortGetFreeHeapSize()
申请内存pvPortMalloc( size_t xWantedSize );
释放内存vPortFree()

uint8_t *Test_Ptr = NULL;
uint32_t g_memsize;

//获取系统内存
g_memsize = xPortGetFreeHeapSize();
printf("系统内存大小\\n",g_memsize);

//申请内存1024
Test_Ptr = pvPortMalloc(1024);

//向内存中写数据
sprintf((char*)Test_Ptr,"TickCount = %d \\n",xTaskGetTickCount());
printf("%s \\n",(char*)Test_Ptr);

三、中断管理

在中断中使用

void KEY1_IRQHandler(void)

    BaseType_t pxHigherPriorityTaskWoken;
    uint32_t ulReturn;
    /* 进入临界段 ，可以嵌套（被另外的中断打断）*/
    ulReturn = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
	if(EXTI_GetITStatus(KEY1_INT_EXTI_LINE) != RESET) 
	
       /*将数据写入队列中，等待时间0 */
		xQueueSendFromISR(Test_Queue, /*消息队列句柄 */
											&send_data1,/* 发送消息内容*/
											&pxHigherPriorityTaskWoken);
		//如果需要进行一次任务切换
		portYIELD_FROM_ISR(pxHigherPriorityTaskWoken);
		//清除中断标志位
		EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_INT_EXTI_LINE);     
	  
	//退出临界段
  taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( ulReturn );

四、CPU使用率统计

输出系统中的每个任务占用 CPU 的时间，从而得知系统设计的是否合理

static void CPU_Task(void* parameter)
	
	  uint8_t CPU_RunInfo[400];		//任务运行时间信息
	  while (1)
	  
		    memset(CPU_RunInfo,0,400);	
		    vTaskList((char *)&CPU_RunInfo);  //获取任务运行时间信息
		    printf("---------------------------------------------\\r\\n");
		    printf("任务名     任务状态   优先级 剩余栈 任务序号\\r\\n");
		    printf("%s", CPU_RunInfo);
		    printf("---------------------------------------------\\r\\n");
		    
		    memset(CPU_RunInfo,0,400);	
		    vTaskGetRunTimeStats((char *)&CPU_RunInfo);
		    
		    printf("任务名      运行计数         利用率\\r\\n");
		    printf("%s", CPU_RunInfo);
		    printf("---------------------------------------------\\r\\n\\n");
		    vTaskDelay(1000); 	
	  

串口输出

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任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号
CPU_Task       	R	4	361	5
IDLE           	R	0	106	2
LED2_Task      	B	3	468	4
LED1_Task      	B	2	460	3
---------------------------------------------
任务名       运行计数         利用率
CPU_Task       	354		3%
LED1_Task      	47		<1%
IDLE           	8854		95%
LED2_Task      	90		<1%
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