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七个项目掌握freertos_freertos项目

freertos项目

1、闪烁LED:


最基本的示例项目,涉及到创建一个简单的任务,用于控制LED的闪烁。这个项目会教你如何初始化FreeRTOS并创建任务。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "task.h"
  3. #define LED_PIN (某个GPIO引脚)
  4. void vBlinkTask(void *pvParameters) {
  5. while(1) {
  6. // Toggle LED状态
  7. gpio_set_level(LED_PIN, !gpio_get_level(LED_PIN));
  8. // 500毫秒延时
  9. vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
  10. }
  11. }
  12. int main(void) {
  13. // 初始化硬件
  14. gpio_set_direction(LED_PIN, GPIO_MODE_OUTPUT);
  15. // 创建闪烁LED的任务
  16. xTaskCreate(vBlinkTask, "BlinkTask", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY+1, NULL);
  17. // 启动调度器
  18. vTaskStartScheduler();
  19. // 如果执行到这里,那么会有问题
  20. for( ;; );
  21. }


2、任务通信:

创建两个任务,使用队列来在它们之间传递消息。这个项目可以帮助你理解FreeRTOS中的任务同步和通信机制。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "task.h"
  3. #include "queue.h"
  4. QueueHandle_t xQueue;
  5. void vSenderTask(void *pvParameters) {
  6. int32_t lValueToSend = 0;
  7. while(1) {
  8. // 发送一个值到队列中
  9. xQueueSend(xQueue, &lValueToSend, 0);
  10. lValueToSend++;
  11. // 间隔一秒
  12. vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
  13. }
  14. }
  15. void vReceiverTask(void *pvParameters) {
  16. int32_t lReceivedValue;
  17. while(1) {
  18. // 从队列中接收数据
  19. if(xQueueReceive(xQueue, &lReceivedValue, portMAX_DELAY)) {
  20. // 成功接收到数据,lReceivedValue有新值
  21. }
  22. }
  23. }
  24. int main(void) {
  25. // 创建队列,长度为1,数据大小为int32_t
  26. xQueue = xQueueCreate(1, sizeof(int32_t));
  27. // 创建两个任务
  28. xTaskCreate(vSenderTask, "SenderTask", 1000, NULL, 1, NULL);
  29. xTaskCreate(vReceiverTask, "ReceiverTask", 1000, NULL, 1, NULL);
  30. // 启动调度器
  31. vTaskStartScheduler();
  32. return 0;
  33. }


3、多任务管理:


创建多个任务,包括周期性任务和响应外部事件(如按钮按下)的任务。这有助于你学习任务优先级和调度。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "task.h"
  3. void vTaskFunction(void *pvParameters) {
  4. for (;;) {
  5. // 任务具体的代码
  6. vTaskDelay(一个时间周期);
  7. }
  8. }
  9. int main(void) {
  10. xTaskCreate(vTaskFunction, "Task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
  11. xTaskCreate(vTaskFunction, "Task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, NULL);
  12. vTaskStartScheduler();
  13. return 0;
  14. }


4、利用信号量控制资源访问:


用一个或多个任务来模拟资源(如串口)的访问,并使用信号量来同步对该资源的访问。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "semphr.h"
  3. SemaphoreHandle_t xSemaphore;
  4. void vTaskFunction(void *pvParameters) {
  5. for (;;) {
  6. // 获取信号量
  7. if (xSemaphoreTake(xSemaphore, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  8. // 访问资源
  9. // 释放信号量
  10. xSemaphoreGive(xSemaphore);
  11. }
  12. }
  13. }
  14. int main(void) {
  15. xSemaphore = xSemaphoreCreateMutex();
  16. xTaskCreate(vTaskFunction, "Task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
  17. xTaskCreate(vTaskFunction, "Task2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
  18. vTaskStartScheduler();
  19. return 0;
  20. }


5、模拟温度监控系统:

创建任务来模拟温度传感器的读取,并通过队列将数据发送给数据处理任务。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "queue.h"
  3. QueueHandle_t xQueue;
  4. void vSensorTask(void *pvParameters) {
  5. float temperature;
  6. for (;;) {
  7. // 模拟读取温度传感器数据
  8. temperature = getTemperature();
  9. // 将数据放入队列
  10. xQueueSend(xQueue, &temperature, portMAX_DELAY);
  11. }
  12. }
  13. int main(void) {
  14. xQueue = xQueueCreate(10, sizeof(float));
  15. xTaskCreate(vSensorTask, "SensorTask", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, NULL);
  16. vTaskStartScheduler();
  17. return 0;
  18. }


6、FreeRTOS内存管理:

学习和实践FreeRTOS的内存分配和释放,理解不同内存管理方案的使用。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "task.h"
  3. // 声明两个任务的函数原型
  4. void vProducerTask(void *pvParameters);
  5. void vConsumerTask(void *pvParameters);
  6. // 定义全局队列句柄
  7. QueueHandle_t xQueue;
  8. int main(void) {
  9. // 创建一个队列,能够存储10个int类型的指针
  10. xQueue = xQueueCreate(10, sizeof(int *));
  11. if (xQueue != NULL) {
  12. // 创建任务
  13. xTaskCreate(vProducerTask, "Producer", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
  14. xTaskCreate(vConsumerTask, "Consumer", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
  15. // 启动调度器
  16. vTaskStartScheduler();
  17. }
  18. // 在这里应该永远执行不到
  19. for (;;);
  20. }
  21. void vProducerTask(void *pvParameters) {
  22. int *piValue;
  23. while (1) {
  24. // 动态分配内存
  25. piValue = (int *) pvPortMalloc(sizeof(int));
  26. if (piValue != NULL) {
  27. // 在分配的内存中存储数值
  28. *piValue = rand() % 100;
  29. // 将内存指针发送到队列
  30. if(xQueueSend(xQueue, &piValue, portMAX_DELAY) != pdPASS) {
  31. // 如果发送失败则释放内存
  32. vPortFree(piValue);
  33. }
  34. }
  35. // 模拟生产者速率
  36. vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
  37. }
  38. }
  39. void vConsumerTask(void *pvParameters) {
  40. int *piValue;
  41. while (1) {
  42. if (xQueueReceive(xQueue, &piValue, portMAX_DELAY) == pdPASS) {
  43. // 从队列中接收到内存指针, 处理数据
  44. processValue(*piValue);
  45. // 释放内存
  46. vPortFree(piValue);
  47. }
  48. }
  49. }
  50. void processValue(int value) {
  51. // 在这里实现数据处理
  52. }


7、FreeRTOS软件定时器:

配置和使用FreeRTOS的软件定时器,进行周期性任务的调度。

  1. #include "FreeRTOS.h"
  2. #include "timers.h"
  3. // 定时器的回调函数
  4. void vTimerCallback(TimerHandle_t xTimer);
  5. int main(void) {
  6. // 初始化硬件,根据具体平台进行相应初始化,例如GPIO、中断等。
  7. // 创建定时器
  8. TimerHandle_t xExampleTimer;
  9. // 定时器的ID,没有特殊用途时可以设置为NULL
  10. const uint32_t timerID = 0;
  11. // 创建软件定时器,设置定时500毫秒, 自动重载,timerID为定时器ID,vTimerCallback为回调函数
  12. xExampleTimer = xTimerCreate("Timer", pdMS_TO_TICKS(500), pdTRUE, (void *)timerID, vTimerCallback);
  13. // 启动定时器,定时器会在启动后的500毫秒后执行回调函数。0表示不等待命令发送到定时器命令队列。
  14. if (xExampleTimer != NULL) {
  15. xTimerStart(xExampleTimer, 0);
  16. }
  17. // 启动调度器,开始执行任务
  18. vTaskStartScheduler();
  19. // 如果程序执行到这里,那么可能是因为内存不足导致调度器无法启动。
  20. for (;;);
  21. return 0;
  22. }
  23. // 定义回调函数
  24. void vTimerCallback(TimerHandle_t xTimer) {
  25. // 这里执行定时器到期时需要执行的代码
  26. // 比如Toggle一个LED的状态、读取传感器数据、或要发送一个心跳消息等。
  27. // TimerHandle_t可以用来获取定时器的ID
  28. uint32_t timerID = (uint32_t) pvTimerGetTimerID(xTimer);
  29. // 根据timerID进行相应的处理,若timerID没有用到,则可以忽略
  30. }

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