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本文章為《STM32MP157開發(fā)教程之FreeRTOS操作系統(tǒng)篇》系列中的一篇，筆者使用的開發(fā)平臺(tái)為華清遠(yuǎn)見FS-MP1A開發(fā)板（STM32MP157開發(fā)板）。stm32mp157是ARM雙核，2個(gè)A7核，1個(gè)M4核，A7核上可以跑Linux操作系統(tǒng)，M4核上可以跑FreeRTOS、RT-Thread等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，STM32MP157開發(fā)板所以既可以學(xué)嵌入式linux，也可以學(xué)stm32單片機(jī)。

針對(duì)FS-MP1A開發(fā)板，除了FreeRTOS操作系統(tǒng)篇外，還包括其他多系列教程，包括Cortex-A7開發(fā)篇、Cortex-M4開發(fā)篇、擴(kuò)展板驅(qū)動(dòng)移植篇、Linux應(yīng)用開發(fā)篇、Linux系統(tǒng)移植篇、Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)篇、硬件設(shè)計(jì)篇、人工智能機(jī)器視覺篇、Qt應(yīng)用編程篇、Qt綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)篇等。歡迎關(guān)注，更多stm32mp157開發(fā)教程及視頻，可加技術(shù)交流Q群459754978，感謝關(guān)注。

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2.FreeRTOS軟件定時(shí)器

2.1軟件定時(shí)器簡(jiǎn)介

對(duì)于MCU而言，其自帶的定時(shí)器屬于硬件定時(shí)器，在FreeRTOS系統(tǒng)中，另外提供了軟件定時(shí)器功能。軟件定時(shí)器的精度比不上硬件定時(shí)器，但對(duì)于要求不高的周期性處理任務(wù)來說足夠了。

軟件定時(shí)器可以設(shè)置一段時(shí)間，當(dāng)設(shè)置的時(shí)間到達(dá)以后就去執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，其中，回調(diào)函數(shù)的兩次執(zhí)行間隔就是定時(shí)器的定時(shí)周期，即每次定時(shí)周期到達(dá)以后就去執(zhí)行一次回調(diào)函數(shù)。因?yàn)榛卣{(diào)函數(shù)是在定時(shí)器服務(wù)函數(shù)中執(zhí)行的，因此在回調(diào)函數(shù)中一定不能調(diào)用會(huì)阻塞任務(wù)的API函數(shù)。

軟件定時(shí)器分為周期定時(shí)器和單次定時(shí)器兩種。周期定時(shí)器啟動(dòng)以后就會(huì)在執(zhí)行完回調(diào)函數(shù)后自動(dòng)的重新啟動(dòng)，所以回調(diào)函數(shù)可以周期性執(zhí)行，對(duì)于單次定時(shí)器，回調(diào)函數(shù)只執(zhí)行一次，執(zhí)行完以后，定時(shí)器就會(huì)停止運(yùn)行，當(dāng)然我們可以調(diào)用函數(shù)再次手動(dòng)重新啟動(dòng)。

2.2軟件定時(shí)器函數(shù)

2.2.1 復(fù)位定時(shí)器

在定時(shí)器正常運(yùn)行時(shí)，我們有時(shí)可能需要定時(shí)器的復(fù)位操作，當(dāng)復(fù)位軟件定時(shí)器時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重新計(jì)算定時(shí)周期到達(dá)的時(shí)間點(diǎn)，但此時(shí)間點(diǎn)是相對(duì)于復(fù)位時(shí)刻計(jì)算的，并不是第一次啟動(dòng)軟件定時(shí)器的那個(gè)時(shí)間點(diǎn)。

在新版FreeRTOS中，共有兩個(gè)API函數(shù)可以完成軟件定時(shí)器的復(fù)位，分別應(yīng)用于任務(wù)中和中斷中。

任務(wù)級(jí)復(fù)位軟件定時(shí)器函數(shù)xTimerReset()，此函數(shù)是一個(gè)宏，其函數(shù)原型如下

BaseType_t xTimerReset( TimerHandle_t xTimer,

TickType_t xTicksToWait)

參數(shù)：

xTimer：要復(fù)位的軟件定時(shí)器的句柄。

xTickToWait：設(shè)置阻塞時(shí)間。

返回值：

pdPASS：軟件定時(shí)器復(fù)位成功，即命令發(fā)送成功。

pdFAIL：軟件定時(shí)器復(fù)位失敗，即命令發(fā)送失敗。

任務(wù)級(jí)復(fù)位軟件定時(shí)器函數(shù)xTimerReset()，此函數(shù)是一個(gè)宏，其函數(shù)原型如下

BaseType_t xTimerResetFromISR( TimerHandle_t xTimer,

BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );

參數(shù)：

xTimer：要復(fù)位的軟件定時(shí)器的句柄。

pxHigherPriorityTaskWoken：記退出此函數(shù)以后是否進(jìn)行任務(wù)切換，用戶不用進(jìn)行設(shè)置。

返回值：

pdPASS：軟件定時(shí)器復(fù)位成功，即命令發(fā)送成功。

pdFAIL：軟件定時(shí)器復(fù)位失敗，即命令發(fā)送失敗。

2.2.2 創(chuàng)建軟件定時(shí)器

創(chuàng)建軟件定時(shí)器的函數(shù)有兩個(gè)，分別如下：

xTimerCreate()，此函數(shù)用于創(chuàng)建軟件定時(shí)器，所需要的內(nèi)存通過動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理方法分配，創(chuàng)建以后軟件定時(shí)器處于休眠狀態(tài)，其函數(shù)原型如下：

TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName,

TickType_t xTimerPeriodInTicks,

UBaseType_t uxAutoReload,

void * pvTimerID,

TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )

參數(shù)：

pcTimerName： 軟件定時(shí)器名字，是一串字符串，用于調(diào)試使用。

xTimerPeriodInTicks： 定時(shí)器周期，單位是時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)。

uxAutoReload： 設(shè)置定時(shí)器模式，單次定時(shí)器還是周期定時(shí)器。

pvTimerID： 定時(shí)器ID號(hào)。

pxCallbackFunction： 定時(shí)器回調(diào)函數(shù)。

返回值：

NULL：軟件定時(shí)器創(chuàng)建失敗。

其他值：創(chuàng)建成功的軟件定時(shí)器句柄。

xTimerCreateStatic()，此函數(shù)也用于創(chuàng)建軟件定時(shí)器，所需要的內(nèi)存通過用戶自行分配，創(chuàng)建以后軟件定時(shí)器處于休眠狀態(tài)，其函數(shù)原型如下：

TimerHandle_t xTimerCreateStatic(const char * const pcTimerName,

TickType_t xTimerPeriodInTicks,

UBaseType_t uxAutoReload,

void * pvTimerID,

TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction,

StaticTimer_t * pxTimerBuffer )

參數(shù)：

pcTimerName： 軟件定時(shí)器名字，是一串字符串，用于調(diào)試使用。

xTimerPeriodInTicks：定時(shí)器周期，單位是時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)。

uxAutoReload： 設(shè)置定時(shí)器模式，單次定時(shí)器還是周期定時(shí)器。

pvTimerID： 定時(shí)器ID號(hào)。

pxCallbackFunction： 定時(shí)器回調(diào)函數(shù)。

pxTimerBuffer： 指向一個(gè)StaticTimer_t類型的變量，用來保存定時(shí)器結(jié)構(gòu)體。

返回值：

NULL：軟件定時(shí)器創(chuàng)建失敗。

其他值：創(chuàng)建成功的軟件定時(shí)器句柄。

2.2.3 開啟軟件定時(shí)器

開啟軟件定時(shí)器的函數(shù)也有兩個(gè)，分別如下：

任務(wù)級(jí)開啟定時(shí)器函數(shù)xTimerStart()，此函數(shù)是個(gè)宏，如果軟件定時(shí)器沒有運(yùn)行的話調(diào)用函數(shù) xTimerStart()就會(huì)計(jì)算定時(shí)器到期時(shí)間，如果軟件定時(shí)器正在運(yùn)行的話調(diào)用函數(shù) xTimerStart()的結(jié)果和 xTimerReset()一樣，其函數(shù)原型如下：

BaseType_t xTimerStart( TimerHandle_t xTimer,

TickType_t xTicksToWait )

參數(shù)：

xTimer： 要開啟的軟件定時(shí)器句柄。

xTickToWait： 設(shè)置阻塞時(shí)間。

返回值：

pdPASS：軟件定時(shí)器開啟成功，即命令發(fā)送成功。

pdFAIL：軟件定時(shí)器開啟失敗，即命令發(fā)送失敗。

中斷級(jí)開啟定時(shí)器函數(shù)xTimerStartFromISR()，此函數(shù)也是個(gè)宏，為函數(shù)xTimerStart()的中斷版本，只能用于中斷服務(wù)函數(shù)中，其函數(shù)原型如下：

BaseType_t xTimerStartFromISR( TimerHandle_t xTimer,

BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );

參數(shù)：

xTimer： 要開啟的軟件定時(shí)器句柄。

pxHigherPriorityTaskWoken： 標(biāo)記退出此函數(shù)以后是否進(jìn)行任務(wù)切換。

返回值：

pdPASS：軟件定時(shí)器開啟成功，即命令發(fā)送成功。

pdFAIL：軟件定時(shí)器開啟失敗，即命令發(fā)送失敗。

2.2.4 停止軟件定時(shí)器

與開啟軟件定時(shí)器一樣，停止軟件定時(shí)器的函數(shù)也有兩個(gè)，分別如下：

任務(wù)級(jí)停止定時(shí)器函數(shù)xTimerStop()，此函數(shù)是個(gè)宏，其函數(shù)原型如下：

BaseType_t xTimerStop( TimerHandle_t xTimer,

TickType_t xTicksToWait )

參數(shù)：

xTimer： 要停止的軟件定時(shí)器句柄。

xTickToWait： 設(shè)置阻塞時(shí)間。

返回值：

pdPASS：軟件定時(shí)器停止成功，即命令發(fā)送成功。

pdFAIL：軟件定時(shí)器停止失敗，即命令發(fā)送失敗。

中斷級(jí)停止定時(shí)器函數(shù)xTimerStopFromISR()，此函數(shù)也是個(gè)宏，為函數(shù)xTimerStop()的中斷版本，只能用于中斷服務(wù)函數(shù)中，其函數(shù)原型如下：

BaseType_t xTimerStopFromISR( TimerHandle_t xTimer,

BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );

參數(shù)：

xTimer： 要停止的軟件定時(shí)器句柄。

pxHigherPriorityTaskWoken： 標(biāo)記退出此函數(shù)以后是否進(jìn)行任務(wù)切換。

返回值：

pdPASS：軟件定時(shí)器停止成功，即命令發(fā)送成功。

pdFAIL：軟件定時(shí)器停止失敗，即命令發(fā)送失敗。

2.3操作實(shí)驗(yàn)

2.3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建兩個(gè)軟件定時(shí)器，分別為周期定時(shí)器CycleTimer_Handle和單次定時(shí)器SingleTimer_Handle，其中，CycleTimer_Handle的定時(shí)器周期為1000個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，SingleTimer_Handle的定時(shí)器周期為2000個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍。

可參考12.3.2章節(jié)進(jìn)行導(dǎo)入已有工程，工程存放路徑【華清遠(yuǎn)見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\ARM體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)\FreeRTOS\4_MP1A-FreeRTOS-TIMER】

通過按鍵中斷設(shè)置不同的指令，在任務(wù)中根據(jù)接收到的指令來控制周期定時(shí)器與單次定時(shí)器的工作。

任務(wù)及其功能如下：

StartTask02()： 控制LED3閃爍，提示系統(tǒng)正在運(yùn)行。

StartDefaultTask()：進(jìn)行指令處理，根據(jù)接收的指令控制定時(shí)器工作。

2.3.2實(shí)驗(yàn)過程與分析

首先，根據(jù)之前幾章內(nèi)容配置好CubeMX，按照上一節(jié)配置“FREERTOS”，完成后生成代碼。 在StartDefaultTask() 與StartTask02()中添加代碼如下。

當(dāng)按下KEY1鍵時(shí)，單次定時(shí)器工作，當(dāng)定時(shí)器時(shí)間到了以后就會(huì)調(diào)用OneShotCallback()函數(shù)，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)LED1的電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)，然后停止運(yùn)行。當(dāng)按下KEY2鍵時(shí)，周期定時(shí)器工作，當(dāng)定時(shí)器時(shí)間到了以后就會(huì)調(diào)用AutoReloadCallback()函數(shù)，因?yàn)橹芷诙〞r(shí)器不會(huì)停止運(yùn)行，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)LED2每隔1秒電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)。當(dāng)按下KEY3鍵時(shí)，單次定時(shí)器和周期定時(shí)器關(guān)閉，LED燈的電平不再發(fā)生變化。

硬件平臺(tái)：華清遠(yuǎn)見FS-MP1A開發(fā)板（STM32MP157）

部分開發(fā)教程下載：加QQ群459754978，群文件里有。

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