之前分享了很多關于freeRTOS的知識,那么我們怎么在實戰中去寫代碼呢?本篇文章重在對基于freeRTOS的架構代碼的解析。整個功能如下圖:
為什么要用freeRTOS
在實際項目中,如果程序等待一個超時事件,傳統的無RTOS情況下,就只能在原地等待而不能執行其它任務,如果使用RTOS,則可以很方便的將當前任務阻塞在該事件下,然后自動去執行別的任務,這樣可以高效的利用CPU了。
一般使用情況
我們在開發的時候,我總是在main函數看到以下的代碼,這讓我感覺不是很爽
int?main(){xTaskCreate(?vTask1,?"Task?1",?1000,?NULL,?1,?NULL?);xTaskCreate(?vTask2,?"Task?2",?1000,?NULL,?1,?NULL?);xTaskCreate(?vTask3,?"Task?3",?1000,?NULL,?2,?NULL?); vTaskStartScheduler(); while(1);} 然后在每個task中,一般代碼會這樣寫
void?vTask1(?void?*pvParameters?){volatile?unsigned?long?ul;for(?;;?){xQueueSend(?USART1_MSGQ,?"task?1?!\n",portMAX_DELAY);for(?ul?=?0;?ul?<?mainDELAY_LOOP_COUNT;?ul++?);}} 而任務之間的通信也是比較繁瑣,總體來說,代碼不易維護,增減一個任務的話要改的東西太多了。為此我特意設計一個框架,可以很方便的增減任務,同時任務之間通過事件隊列來通信。
demo
任務創建函數的封裝
我們首先定義兩個任務,把所有任務信息封裝在taskRecord里,并且申明如下:
#define?TASK_NUM?2static?TaskRecord?taskRecord[TASK_NUM]; 那么TaskRecord怎么安排呢,我們把所有的任務信息都放在結構體里。其中包括任務ID,任務任務函數taskFucn,任務名字,棧的大小stackDep,還有優先級prio,任務句柄taskHandle,任務隊列queue。
typedef?struct{int16_t?Id;TaskFunction_t?taskFucn;const?char?*??name;configSTACK_DEPTH_TYPE?stackDep;void?*??parameters;UBaseType_t?prio;TaskHandle_t?taskHandle;QueueHandle_t??queue;}?TaskRecord; 把任務中的一些參數封裝起來,放在結構體TaskInitPara,其中包括了任務函數taskFucn,任務名字,棧的大小stackDep,還有優先級prio。
typedef?struct{TaskFunction_t?taskFucn;const?char?*??name;const?configSTACK_DEPTH_TYPE?stackDep;UBaseType_t?prio;}?TaskInitPara; 我們做好了這些之后,就需要把結構體中的參數放到創建任務函數中,那么這個函數createTasks代碼如下:
void?createTasks(TaskRecord*?taskRecord,?const?TaskInitPara*?taskIniPara,?int?num){int?i;for(i=0;i<num;i++){taskRecord[i].Id?=?i;taskRecord[i].taskFucn?=?taskIniPara[i].taskFucn;taskRecord[i].name?=?taskIniPara[i].name;taskRecord[i].stackDep?=?taskIniPara[i].stackDep;taskRecord[i].parameters?=?&taskRecord[i];taskRecord[i].prio?=?taskIniPara[i].prio;xTaskCreate(?taskRecord[i].taskFucn,taskRecord[i].name,taskRecord[i].stackDep,taskRecord[i].parameters,taskRecord[i].prio,&taskRecord[i].taskHandle?); taskRecord[i].queue?=?xQueueCreate(?100,?sizeof(?Event?)?);}} 其中num為任務數量,先把任務信息放到初始化的taskRecord中,再把其中的信息創建任務。那么任務創建函數就做好了。
main函數
接著,在我們的main函數中,就不需要那么繁瑣的一個一個的創建任務了,按照這個封裝的main函數如下:
int?main(?void?){createTasks(taskRecord,taskInitPara,TASK_NUM);vTaskStartScheduler();} 任務間通信
首先我們想想,兩個任務之間通信需要知道什么,task1想往task2的發送一些數據,那么需要知道task2的ID吧,需要把數據打包吧,task2需要知道是誰發的,那么task1本身的ID也需要知道吧。
按照這幾個明確的東西,我們首先把任務事件ID枚舉如下
typedef?enum?{eventID_1,eventID_2,eventID_3}Event_ID; 然后把事件ID,發送者ID,以及要傳輸的結構或者數據打包封裝在結構體Event中,代碼如下:
typedef?struct{Event_ID?ID;int16_t?src;?void*?pData;?}Event; 接著,我們需要構造一個事件,把這些信息都放在這個事件中,代碼如下:
void?makeEvent(Event*?pEvent,int16_t?myId,Event_ID?evtId,?const?void*?pData){pEvent->ID?=?evtId;pEvent->src?=?myId;pEvent->pData?=?(void*)?pData;} 現在我們假設task2要往task1發送一系列數據,那么task任務中,我們需要做的事如下,獲取task1中隊列,看是否為空。
QueueHandle_t?task1Queue;int16_t?myId?=?pMyTaskRecord->Id;task1Queue?=?getTaskQueue(getTaskId("task1")); 構造事件
Event?event;int*?ptemp;?makeEvent(&event,myId,eventID_1,(void*)ptemp); 然后把事件發送出去:
xQueueSendToBack(?task1Queue,?&event,?
0);
對于task1來說,看隊列中是否為空,如果有任務事件來,從隊列中獲取事件
TaskRecord*?pMyTaskRecord?=?(TaskRecord*)pPara;QueueHandle_t*?evntQueue=pMyTaskRecord->queue; 當隊列中確實有事件時,接收事件
BaseType_t?status?=?xQueueReceive(?*evntQueue,?&event,?portMAX_DELAY?);if(?status?==?pdPASS?){task1HandleEvent(event);}else{printf(?"Task1?could?not?receive?from?the?queue.\r\n"?);} 然后我們在task1HandleEvent處理接收到的事件,代碼如下:
void?task1HandleEvent(Event?event){xil_printf(?"Task1?is?processing?event...\r\n"?);int*?p;switch(event.ID){case?eventID_1:p=?(int*)?event.pData;xil_printf("ID=%d?From:?%d?data=%d\r\n",event.ID,?event.src,p[7]);free(event.pData);break;case?eventID_2:break;default:break;}} 上面代碼表示根據事件ID來判斷接收的是哪個事件,再把事件ID,數據等等打印出來。
外部中斷通信
如果不是任務間的通信,而是有外部中斷觸發,需要與某個任務進行信息交互,怎么辦?例如有一個以太網任務,當外部網絡需要發送一個數據包到這個網絡任務的時候,那么就需要進行外部通信了。同樣我們這樣做,在以太網接收函數中,構造事件
Event?event;int*?ptemp;?makeEvent(&event,myId,IntrID_1,(void*)ptemp); 然后再發送到這個事件到這個任務中,如下
測試
如上,我們構造一個事件,發送一些數據如下
Event?event;int*?ptemp?=?malloc(sizeof(int)*10);memset(ptemp,0x77,sizeof(int)*10);makeEvent(&event,myId,eventID_1,(void*)ptemp); 我們看到結果如下
task1接到來自任務ID為0,事件1的數據。這里每個任務的等待時間也是可以設置的,設置方法如下:
const?TickType_t?xMaxBlockTime?=?pdMS_TO_TICKS(500);?BaseType_t?status?=?xQueueReceive(?*evntQueue,?&event,?xMaxBlockTime?); 如果等待時間為portMAX_DELAY或者0的話,說明某個任務一直處于激活狀態,比如task2,當等待時間為portMAX_DELAY時候,則測試結果如下:
所以每個任務設置的時間,優先級,棧大小都是很重要的,具體的就需要在項目中調試了。
最后總結
本篇是屬于代碼實戰篇,對于freeRTOS的具體講解需要大家自己去領會,我這里是寫了一個架構,幫助大家在項目中去更好的搭好架子,當我們有很多任務的時候,任務間又有很多交互通信的時候,就更需要理解這種架構了。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的实战篇 | 基于freeRTOS的多任务事件传输demo(附代码)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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