【FreeRtos学习笔记】STM32 CubeMx——Timers(定时器)

2023-10-29

1 软件定时器

定时器是MCU常用的外设，我们在学习各种单片机时必然会学习它的硬件定时器。但是，MCU自带的硬件定时器资源是有限的，而且一般会用在实时性要求很强的地方。在freeRTOS中提供了软件定时器的功能，来实现更多的定时器资源。
1. 软件定时器的特性
使用定时器跟使用手机闹钟是类似的：

指定时间：启动定时器和运行回调函数，两者的间隔被称为定时器的周期(period)。
指定类型，定时器有两种类型：
- 一次性(One-shot timers)：这类定时器启动后，它的回调函数只会被调用一次；可以手工再次启动它，但是不会自动启动它。
- 自动加载定时器(Auto-reload timers )：这类定时器启动后，时间到之后它会自动启动它；这使得回调函数被周期性地调用。
指定要做什么事，就是指定回调函数

实际的闹钟分为：有效、无效两类。软件定时器也是类似的，它由两种状态：

运行(Running、Active)：运行态的定时器，当指定时间到达之后，它的回调函数会被调用
冬眠(Dormant)：冬眠态的定时器还可以通过句柄来访问它，但是它不再运行，它的回调函数不会被调用

2.回调函数
定时器的回调函数的原型如下：

void ATimerCallback( TimerHandle_t xTimer );

定时器的回调函数是在守护任务中被调用的，守护任务不是专为某个定时器服务的，它还要处理其他定时器。所以，定时器的回调函数不要影响其他人：

回调函数要尽快实行，不能进入阻塞状态
不要调用会导致阻塞的API函数，比如 vTaskDelay()
可以调用 xQueueReceive() 之类的函数，但是超时时间要设为0：即刻返回，不可阻塞

2 示例程序

2.1 例程功能

创建周期定时器，在定时器回调函数中添加串口打印的程序，定时器计数时间到了就打印当前计数值。

2.2 步骤

默认任务保持不变

在Config parameters中使能定时器，定时器的优先级、队列长度和栈的深度按默认的来，注意定时器的优先级要比默认仍无的优先级高

添加一个周期定时器

void MX_FREERTOS_Init(void) {
    
//..........
    
  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
    osTimerStart(myTimer01Handle,1000);
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */    
//..........

}

在FREERTOS初始化函数中开启定时器，定时时间设置为1s

/* Callback01 function */
void Callback01(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback01 */
  printf("\n定时器%d\n",osKernelSysTick());
  /* USER CODE END Callback01 */
}

在定时器回调中打印当前定时器的计数值

2.3 实验结果

可见回调函数每隔1000ms执行一次

2.4 函数讲解

1 osStatus osTimerStart (osTimerId timer_id, uint32_t millisec)

/**
@brief  Start or restart a timer.
@param  timer_id      timer ID obtained by \ref osTimerCreate.
@param  millisec      time delay value of the timer.
@retval  status code that indicates the execution status of the function
@note   MUST REMAIN UNCHANGED: \b osTimerStart shall be consistent in every CMSIS-RTOS.
*/
osStatus osTimerStart (osTimerId timer_id, uint32_t millisec)

函数功能：开始或重启定时器
传入参数：1、timer_id（要开启定时器的句柄）2、millisec（定时器记时时间）

2 uint32_t osKernelSysTick(void)

/**
@brief  Get the value of the Kernel SysTick timer
@param  None
@retval None
@note   MUST REMAIN UNCHANGED: \b osKernelSysTick shall be consistent in every CMSIS-RTOS.
*/
uint32_t osKernelSysTick(void)

函数功能：获取内核SysTick定时器的值

自我感悟

typedef enum  {
  osPriorityIdle          = -3,          ///< priority: idle (lowest)
  osPriorityLow           = -2,          ///< priority: low
  osPriorityBelowNormal   = -1,          ///< priority: below normal
  osPriorityNormal        =  0,          ///< priority: normal (default)
  osPriorityAboveNormal   = +1,          ///< priority: above normal
  osPriorityHigh          = +2,          ///< priority: high
  osPriorityRealtime      = +3,          ///< priority: realtime (highest)
  osPriorityError         =  0x84        ///< system cannot determine priority or thread has illegal                                                  ///<priority
} osPriority;

defaultTask的优先级为，即为0，myTimer01的优先级为2，满使用FreeRtos的定时器的编程规范

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