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前言

  RTOS（Real-Time Operating System，实时操作系统）是一类专为嵌入式系统设计的操作系统，常见的包括 FreeRTOS、uC/OS、RTX、RT-Thread 等。那么，为什么在嵌入式开发中要引入 RTOS 呢？
  初学 MCU 编程时，通常从裸机开发入手。对于功能相对简单、逻辑清晰的系统，裸机编程完全能够胜任，甚至因其资源占用少、执行效率高而成为优选方案。然而，当系统功能变得复杂，需要将整体任务拆解为多个并发执行的子任务时，或者对响应时间、任务调度有严格实时性要求时，裸机开发就显得力不从心了。
  此时，引入 RTOS 就显得尤为必要。通过将系统功能划分为多个独立任务，RTOS 不仅能有效管理任务的调度与同步，还能显著提升程序的模块化程度——使代码结构更清晰、逻辑更易维护，同时也更便于团队协作和功能扩展。此外，RTOS 提供的队列、信号量、事件组等通信与同步机制，大大简化了复杂系统的开发难度。
正因如此，在实际嵌入式应用开发中，一旦项目规模或实时性需求达到一定门槛，开发者往往会倾向于采用 RTOS，以获得更高的开发效率和更强的系统可靠性。

一、任务相关的一些概念

1.1 多任务运行基本机制

  操作系统的主要功能就是实现多任务管理，而FreeRTOS是一个支持多任务的实时操作系统。FreeRTOS将任务称为线程（thread）。
  在FreeRTOS中，一个任务就是实现某个功能的一个函数，任务函数的内部是一个死循环结构。任何时候都不允许从任务函数退出，也就是不能出现return语句。如果需要结束任务，在任务函数里，可以跳出死循环，然后使用函数vTaskDelete()删除任务自己。
  在FreeRTOS里，用户可以创建多个任务，每个任务需要分配一个栈（stack）空间和一个任务控制块（Task Control Block，TCB，存储任务的状态、优先级、栈指针等信息）空间。每个任务还需要设定一个优先级，优先级越小，表示优先级越低。
  在单核处理器上，任何时刻只能有一个任务占用CPU并运行。但是在RTOS系统上，运行多个任务时，运行起来好像多个任务在同时运行，这是由于RTOS的任务调度使得多个任务对CPU实现分时复用的功能。
在这里插入图片描述

图1-1 简单的基于时间片的多任务运行原理

  图1-1所示是最简单的基于时间片的多任务运行原理。这里假设只有2个任务，并且任何人物Task1和Task2具有相同的优先级。圆周表示CPU时间，如同钟表的一圈，RTOS将CPU时间分成基本的时间片（time slice），例如，FreeRTOS默认的时间片长度是1ms，也就是SysTick定时器的定时周期。在一个时间片内，会有一个任务占用CPU并执行，假设当前运行的任务是Task1，在一个时间片结束时（实际是Systick定时器发生中断时）进行时间调度，由于Task1和Task2具有相同的优先级，RTOS会将CPU使用权交给Task2，Task1交出CPU使用权时，会将CPU的当前场景（CPU各个核心寄存器的值）压入字节的占空间。而Task2获取CPU的使用权时，会调用自己栈空间保存的数据恢复CPU场景，因而Task2可以从上次运行的状态继续运行。
  基于时间片的多任务调度就是这样控制多个同等优先级任务实现CPU的分时复用，从而实现多任务运行的。因为时间片的长度很短（默认是1ms）,任务切换的速度非常块，所示程序运行时，给用户的感觉就是多个任务在同时运行。
  当多个任务的优先级不同时，FreeRTOS还会使用基本优先级的抢占式任务调度方法，每个任务获取的CPU的使用时间长度可以是不一样的。

1.3 任务的状态

  由单核CPU的多任务运行机制可知，任何时刻，只能有一个任务占用CPU并运行，这个任务得到状态称为运行（running）状态，其他未占用CPU的任务的状态都可以称为非运行（not running）状态。非运行状态又可以细分为3个状态，任务的各个状态以及任务状态之间的转换如图2-2所示。
在这里插入图片描述

图1-2 任务状态以及任务之间的转换

1、就绪状态
  任务被创建之后就处于就绪（ready）状态。RTOS的任务调度器在基础时钟每次中断时进行一次任务调度申请，根据抢占式任务调度的特点，任务调度的结果有以下几种情况。

  • 如果当前没有其他处于运行状态的任务，处于就绪状态的任务进入运行状态。
  • 如果就绪任务的优先级高于或等于当前运行任务的优先级，处于就绪状态任务进入运行状态。
  • 如果就绪任务的优先级低于当前运行任务的优先级，处于就绪状态的任务无法获得CPU使用权，继续处于就绪状态。

  就绪的任务获取CPU的使用权，进入运行状态，这个过程称为切入（switch in）。相应的，处运行状态的人任务被调度器调度为就绪状态，这个过程称为切出（switch out）。

2、运行状态
  在单核处理器上，占有CPU并运行的任务就处于运行状态。处于运行状态的高优先级任务如果一直运行，将一直占用CPU，在任务调度时，低优先级的就绪任务就无法获得CPU的使用权。
  处于运行 状态的任务，有两种主动让出CPU使用权的方法，一种是执行函数osThreadSuspend（）进入挂起状态，另一种是执行阻塞式函数（比如vTaskDelay（））进入阻塞状态。这两种状态都是非运行状态，运行的任务就交出了CPU的使用权，任务调度器就可以使其他就绪状态的任务进入运行状态。
3、阻塞状态
  阻塞（blocked）状态就是任务暂时让出CPU的使用权，处于等待的状态。运行状态的任务可以调用两类函数进入阻塞状态。
  一类是时间延迟函数，如vTaskDelay（）和vTaskDelayUntil（）。处于运行状态的任务调用这类函数后，就进入了阻塞状态，并延迟指定的时间。延迟时间到了后，又进入了就绪状态，参与任务调度后，又可以进入运行状态。
  另一类是用于进程间通信时，请求信号量、队列等事件。例如，请求信号量的函数xSemaphoreTake（）。处于运行状态的任务执行函数xSemaphoreTake（）后，就进入了阻塞状态，如果其他任务释放了信号量，或等待的超时时间到了，任务就从阻塞状态进入就绪状态。
在运行状态的任务中调用函数vTaskSuspend（），可以将一个处于阻塞状态的任务转入挂起状态。
4、挂起状态
  挂起状态（suspended）状态的任务就是暂停的任务，不参与调度器的调度，其他3种状态的任务都可以通过函数vTaskSuspend（）进入挂起状态。处于挂起状态的任务是不能自动退出挂起状态的，需要在其他任务里面调用函数vTaskResume （），才能使一个挂起的任务变为就绪状态。

二、任务管理相关函数

2.1 相关函数概述

  在FreeRTOS中，任务的管理主要包括任务的创建、删除、挂起、恢复等操作，还包括任务调度器的启动、挂起与恢复，以及任务进入阻塞状态的延迟函数等。任务管理常用的一些函数及其功能描述见表1-1，这里列出了函数名，省略了输入/输出参数。如需要了解每个函数的定义和功能说明，可以查看其源码。

表1-1 任务管理常用的一些函数及其功能描述
分组功能说明FreeRTOS 函数CMSIS-RTOS 函数名
任务管理动态创建一个任务xTaskCreate()osThreadCreate()
任务管理静态创建一个任务（预分配堆栈内存）xTaskCreateStatic()osThreadNew()
任务管理删除指定任务（需任务句柄）vTaskDelete()osThreadTerminate()
任务管理删除当前任务xTaskDelete()osThreadExit()
任务管理挂起指定任务（暂停执行）xTaskSuspend()osThreadSuspend()
任务管理恢复被挂起的任务xTaskResume()osThreadResume()
延时与调度相对延时：当前任务延时指定的节拍数（相对当前时间），进入阻塞状态vTaskDelay()osDelay()
延时与调度绝对延时：当前任务延时到指定的节拍数（绝对时间点），确保周期性执行，进入阻塞状态vTaskDelayUntil()osDelayUntil()
延时与调度获取系统当前节拍计数值xTaskGetTickCount()osKernelGetTickCount()

2.3 FreeRTOS 主要函数功能说明

（1）xTaskCreate（）
  xTaskCreate() 函数用于动态创建一个任务，并分配堆栈内存。该函数是 FreeRTOS 中最常用的任务创建方式之一。其函数原型如下：

BaseType_t xTaskCreate(
   TaskFunction_t pxTaskCode,          // 指向任务函数的指针
   const char * const pcName,          // 任务名称（用于调试）
   const uint32_t ulStackDepth,        // 栈大小（单位：字）
   void * const pvParameters,          // 传递给任务函数的参数
   UBaseType_t uxPriority,             // 任务优先级
   TaskHandle_t * const pxCreatedTask  // 返回任务句柄（可选）
);

① 参数说明

  • pxTaskCode：指向任务函数的函数指针。任务函数原型通常为 void vTaskFunction(void *pvParameters)。
  • pcName：任务的名称字符串，主要用于调试和跟踪，不会影响运行时行为。
  • ulStackDepth：任务堆栈的大小，单位为“字”（通常是 4 字节）。需根据任务复杂度合理设置。
  • pvParameters：传递给任务函数的参数，可以是 NULL。
  • uxPriority：任务的优先级，数值越大优先级越高。
  • pxCreatedTask：指向 TaskHandle_t 类型变量的指针，用于保存新创建任务的句柄。若不需要，可设为 NULL。

② 返回值

  • pdPASS：任务创建成功。
  • errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY：内存分配失败（堆栈或控制块不足）。
    其他错误码：表示其他创建失败原因（如系统资源限制）。

（2）xTaskCreateStatic（）
  xTaskCreateStatic() 函数用于静态创建任务，即在编译时预分配堆栈和任务控制块（TCB），避免动态内存分配。适用于对内存确定性要求高的场景。其函数原型如下：

BaseType_t xTaskCreateStatic(
   TaskFunction_t pxTaskCode,
   const char * const pcName,
   const uint32_t ulStackDepth,
   void * const pvParameters,
   UBaseType_t uxPriority,
   StackType_t * const puxStackBuffer,
   StaticTask_t * const pxTaskBuffer,
   TaskHandle_t * const pxCreatedTask
);

① 参数说明
所有参数与 xTaskCreate() 类似，但新增两个关键参数：

  • puxStackBuffer：指向预分配的堆栈缓冲区的指针。
  • pxTaskBuffer：指向预分配的任务控制块（TCB）的指针。
    这两个缓冲区必须由用户在全局或静态区域预先定义。

② 返回值

  • pdPASS：任务创建成功。
  • errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY：虽然静态分配，但仍可能因参数无效导致失败。
    💡 优点：无动态内存开销，适合资源受限或安全关键系统。

（3）xTaskDelete（）
  xTaskDelete() 函数用于删除一个任务。如果删除的是当前任务，则立即终止；如果是其他任务，则将其标记为待删除状态，等待调度器处理。其函数原型如下：

void vTaskDelete(TaskHandle_t * const pxTaskToDelete);

① 参数说明

  • pxTaskToDelete：指向要删除任务的句柄。若传入 NULL，则删除调用此函数的当前任务。
    ② 返回值
    无返回值。删除操作完成后，任务不再被调度，其资源会被系统回收（在后续调度周期中）。
    ⚠️ 注意：删除任务后，其使用的堆栈和 TCB 可能不会立即释放，具体取决于内存管理策略。

（4）xTaskSuspend（）
  xTaskSuspend() 函数用于挂起指定任务，使其进入“挂起状态”，不再参与调度。只有通过 xTaskResume() 才能恢复执行。其函数原型如下：

void vTaskSuspend(TaskHandle_t * const pxTaskToSuspend);

① 参数说明

  • pxTaskToSuspend：指向要挂起任务的句柄。不能为 NULL。
    ② 返回值
    无返回值。挂起成功后，任务将停止运行，直到被恢复。
    🔁 注意：挂起任务不会释放其堆栈，仅暂停调度。

（5）xTaskResume（）
   xTaskResume() 函数用于恢复一个被挂起的任务，使其重新进入就绪状态，等待调度执行。其函数原型如下：

void vTaskResume(TaskHandle_t * const pxTaskToResume);

① 参数说明

  • pxTaskToResume：指向要恢复任务的句柄。该任务必须之前已被 xTaskSuspend() 挂起。
    ② 返回值
    无返回值。恢复成功后，任务会进入就绪队列，等待调度器分配 CPU。
    ✅ 常用于实现“软复位”或“任务启用/禁用”机制。

（6）vTaskDelay（）
  vTaskDelay() 函数用于使当前任务延时指定的节拍数（相对延时），并进入阻塞状态。函数原型如下：

void vTaskDelay(const TickType_t xTicksToDelay);

① 参数说明

  • xTicksToDelay：延时的时间，单位为系统节拍（ticks）。例如，若系统节拍为 1000Hz，则 1 tick = 1ms。
    ② 返回值
    无返回值。任务在延时期间不占用 CPU，调度器会切换到其他就绪任务。
    📌 适用场景：普通延时、非周期性任务。

（7）vTaskDelayUntil（）
  vTaskDelayUntil() 函数用于实现绝对延时，确保任务在固定周期内执行，常用于周期性任务。其函数原型如下：

void vTaskDelayUntil(TickType_t * const pxPreviousWakeTime, const TickType_t xTimeIncrement);

① 参数说明

  • pxPreviousWakeTime：指向上次唤醒时间的指针，首次使用时需初始化为 xTaskGetTickCount()。
  • xTimeIncrement：期望的周期间隔（单位：ticks）。
    ② 返回值
    无返回值。任务会延迟到下一个周期点再执行。
    ✅ 示例用途：每 100ms 采集一次传感器数据，保证频率稳定。

（8）xTaskGetTickCount（）
  xTaskGetTickCount() 函数用于获取系统当前的节拍计数值，即自系统启动以来经过的节拍数。其函数原型如下：

TickType_t xTaskGetTickCount(void);

① 参数说明
无参数。
② 返回值
返回一个 TickType_t 类型的值，表示当前系统的节拍计数。可用于计算时间差、实现定时器等。
💡 提示：结合 vTaskDelayUntil() 使用，可构建精确周期任务。

2.4 CMSIS-RTOS 主要函数功能说明

（1）osThreadNew（）
  osThreadNew（） 函数的作用是创建一个新的线程，并初始化它的状态。这个函数的原型如下：

osThreadId_t osThreadNew(osThreadFunc_t func, void *argument, const osThreadAttr_t *attr);

①参数说明

  • func：指向线程函数的指针。线程函数是线程启动后执行的实际代码。例如，它的原型可能类似于 void ThreadFunction(void *argument)。

  • argument： 传递给线程函数的参数。这可以是一个指针，指向你希望在线程中使用的数据。可以是 NULL，如果线程函数不需要任何参数。

  • attr： 指向 osThreadAttr_t 结构体的指针，用于设置线程的属性。这个结构体包含了一些线程的配置信息，例如线程栈大小、优先级等。你可以设置这个参数来定制线程的行为，也可以将其设置为 NULL，使用默认属性。

②返回值

  • 成功：返回新创建线程的标识符（osThreadId_t）。
  • 失败： 返回 NULL，表示线程创建失败。

（2）osThreadTerminate（）
  osThreadTerminate（）函数在 Keil RTX5 实时操作系统中用于终止一个已经存在的线程。函数原型如下：

osStatus_t osThreadTerminate(osThreadId_t thread_id);

①参数说明
  thread_id: 需要终止的线程的标识符（osThreadId_t）。可以通过之前调用 osThreadNew 创建线程时获得的线程ID来指定哪个线程需要被终止。

②返回值

  • osOK：线程成功被终止。
  • osErrorParameter：提供的 thread_id 无效（例如，该线程ID不存在或已经被删除）。
  • osError：其他错误情况，通常是由于系统资源问题或线程当前状态导致的。

（3）osThreadExit（）
  在 Keil RTX5 实时操作系统中，osThreadExit 函数用于主动退出当前线程，并结束线程的执行，其函数原型如下：

void osThreadExit(void);

  该函数无返回值，无参数，会使当前线程立即终止。

（4）osThreadSuspend（）
  osThreadSuspend（）函数用于挂起（暂停）一个线程，使其不再被调度执行，直到被显式地恢复。其函数原型如下：

osStatus osThreadSuspend (osThreadId thread_id);

①参数
thread_id：需要挂起的线程的标识符。这个标识符是通过调用osThreadCreate函数创建线程时获得的。

②返回值
  返回值是osStatus类型，表示函数的执行结果。常见的返回值包括：

  • osOK：操作成功。
  • osErrorParameter：传入的线程标识符无效。
  • osError：其他错误。

（5）osThreadResume（）
  osThreadResume（）函数用于恢复之前被挂起的线程，使其可以重新被调度执行。其函数原型是：

osStatus osThreadResume (osThreadId thread_id);

①参数
osOK thread_id：需要恢复的线程的标识符。这个标识符是通过调用osThreadCreate函数创建线程时获得的。

②返回值
  返回值是osStatus类型，表示函数的执行结果。常见的返回值包括：

  • osOK：操作成功。
  • osErrorParameter：传入的线程标识符无效。
  • osError：其他错误。

（6）osDelay（）
  osDelay（）函数在Keil RTX5中用于使当前线程暂停执行指定的时间。其函数原型如下：

osStatus_t osDelay(uint32_t ticks);

①参数
ticks：指定线程应暂停的时间，以系统时钟周期（ticks）为单位。ticks表示系统的时钟滴答时间，这通常由系统的时钟频率和调度器配置决定。

②返回值
返回值是osStatus_t类型，表示函数的执行结果。常见的返回值包括：

  • osOK：操作成功，线程已成功进入延迟状态。
  • osErrorValue：传入的参数值无效（例如，非正值或过大的值）。
  • osError：其他错误情况。

（7）osDelayUntil（）
  osDelayUntil（）函数用于将当前线程挂起，直到指定的绝对时间点。其函数原型如下：

osStatus_t osDelayUntil (uint32_t ticks);

①参数
ticks：指定线程应挂起直到的绝对时间点，以系统节拍（ticks）为单位。这个时间点是系统启动以来经过的节拍数，通常由osKernelGetTickCount函数返回。

②返回值
osStatus_t：表示函数的执行结果。常见的返回值包括：

  • osOK：操作成功，线程已成功进入延迟状态。
  • osErrorValue：传入的参数值无效（例如，非正值或过大的值）。
  • osError：其他错误情况。

（8）osKernelGetTickCount（）
  osKernelGetTickCount（）函数用于获取系统的滴答计数器的值，其函数原型:

uint32_t osKernelGetTickCount(void);

①参数
这个函数没有参数。

②返回值
osKernelGetTickCount 返回一个 uint32_t 类型的值，表示系统启动以来的滴答次数，是系统时钟的计数器值。

三、任务创建（动态方法）

3.1 示例内容

  本篇文章是基于STM32F407开发板上进行测试的，用到的库是HAL库，但是Keil RTX5操作系统的配置过程不仅仅适用于次开发板。在本次示例中需要设计两个任务，分别是task1_task和task2_task，功能如下：

  • task1_task：此任务会控制LED0的闪烁，同时，当LED0闪烁5次后会调用函数osThreadTerminate()函数来删除任务task2_task。
  • task2_task：普通的应用任务，此任务会控制LED1的闪烁。

3.2 CubeMx配置

3.2.1 FreeRTOS模板工程配置

  我们先生成一个基础工程，后续大部分FreerRTOS的功能分享都会在这个工程上实现。在 CubeMX中，我们选择STM32F407ZG创建一个项目，先完成如下的基本设置。
（1）打开STM32CubeMx,点击新建工程。在这里插入图片描述

图3-1

（2）找到对应的芯片在这里插入图片描述

图3-2

（3）在 STM32CubeMX 中将高速外部时钟（HSE）配置为使用外部晶振（Crystal/Ceramic Resonator），以提供精确的系统主时钟源在这里插入图片描述

图3-3

（4）将 STM32 的系统时间基准源（Timebase Source）配置为 TIM6 定时器
在这里插入图片描述

图3-4

（5）在 STM32CubeMX 中将 PF9 引脚配置为 GPIO_Output 模式，用于作为普通数字输出引脚（用来控制LED灯），根据LED电路连接图，配置引脚PF9和PF10为GPIO推挽输出，无上拉或下拉。
在这里插入图片描述

图3-5

（6）在 STM32CubeMX 中启用了 FreeRTOS 实时操作系统，并将其接口配置为 CMSIS_V2 标准
在这里插入图片描述

图3-6

（7）在 STM32CubeMX 中通过 FreeRTOS 配置界面 创建新任务，正在使用“Tasks and Queues”选项卡添加一个名为 myTask02 的用户任务，并设置其优先级、栈大小和入口函数。

字段含义说明
Task Name（任务名）用户自定义的任务名称，如 myTask02，仅用于调试和日志输出（例如在调试器或 pcName 字段中显示），不影响运行行为。建议命名清晰，便于识别。
Priority（优先级）任务的调度优先级，数值越大优先级越高。
• osPriorityLow：低优先级
• osPriorityNormal：正常优先级（默认）
• osPriorityHigh：高优先级
FreeRTOS 调度器根据此优先级决定任务执行顺序。
Stack Size (Words)（栈大小）任务堆栈的大小，单位为“字”（通常是 4 字节）。例如 128 表示 512 字节（128 × 4）。
⚠️ 栈太小可能导致溢出（HardFault），太大浪费内存，需根据任务复杂度合理设置。
Entry Function（入口函数）任务执行的函数名，例如 StartTask02。CubeMX 会在生成的代码中声明或定义该函数，其原型为：
void StartTask02(void *argument)
用户需在 .c 文件中实现具体逻辑。
Code Generation Option（代码生成方式）控制 CubeMX 如何生成该任务的函数和创建调用：
• Default：自动生成任务函数和 xTaskCreate() 调用（最常用）
• As external：仅声明函数为 extern，不生成创建代码，由用户手动调用 xTaskCreate()
• As weak：生成带 __weak 属性的函数，允许用户在其他文件中重定义同名函数
Parameter（参数）传递给任务入口函数的参数指针（void* 类型），可以是 NULL 或指向结构体、队列句柄、设备地址等数据。
Allocation（内存分配方式）指定任务堆栈和 TCB 的分配方式：
• Dynamic：使用 xTaskCreate()，从 FreeRTOS 堆中动态分配内存
• Static：使用 xTaskCreateStatic()，需用户提供缓冲区（见下两项）
Buffer Name（缓冲区名）当 Allocation = Static 时，必须填写堆栈缓冲区的变量名（如 Task02Stack），该数组需在全局或静态作用域中预定义，类型为 StackType_t。
Control Block Name（控制块名）当 Allocation = Static 时，必须填写任务控制块（TCB）的变量名（如 Task02TCB），类型为 StaticTask_t，用于存储任务状态信息。

在这里插入图片描述

图3-7

在这里插入图片描述

图3-8

（8）在 STM32CubeMX 中配置系统时钟，使用 8MHz 外部晶振（HSE）作为输入源，通过 PLL 倍频至 168MHz 作为主系统时钟（HCLK），并启用 CSS（时钟安全系统）以增强稳定性（时钟树根据自己芯片继续配置）。在这里插入图片描述

图3-9

（9）在 STM32CubeMX 的“Project Manager”界面中配置工程基本信息，包括设置项目名称、存储路径、选择 Keil MDK-ARM 作为编译器，并指定其最低版本为 V5.32，可根据实际用到的编译器进行选择。
在这里插入图片描述

图3-10

（10）在 STM32CubeMX 的“Code Generator”设置中，配置生成代码时仅复制必要的库文件，并为每个外设生成独立的 .c 和 .h 文件，以实现模块化和便于用户维护。
在这里插入图片描述

图3-11

在这里插入图片描述

图3-12

在这里插入图片描述

图3-13

（11）打开工程后，在freertos.c中找到 void StartTask02(void *argument)函数，在函数中加入LED灯控制，并将程序下载到开发板中，以此验证生成的程序能否正常跑起来。

HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
osDelay(500);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
osDelay(500);

在这里插入图片描述

图3-14

3.2.2 示例工程配置

  在上面模板工程的基础上，我们在FreeRTOS中再创建两个任务，创建步骤可以参考3.2.1节中的步骤（7）。
  创建好的两个任务的基本参数下图3-15所示。单击图中的 Add或 Delete 按钮，就可以添加或删除任务，双击列表中的一个任务，就可以打开一个设置其属性的对话框。
最终实现的目标就是：在两个线程/任务里面分别控制两个LED灯的闪烁，并且在其中的一个线程里面实现，当该线程里面的灯闪烁4下后关闭另一个线程里面的LED。
在这里插入图片描述

图3-15

在这里插入图片描述

图3-16

  图3-16所示对话框中各个参数的意义可以参考3.2.1节中的步骤（7），本示例的两个任务的设置有如下要点。

  • 两个任务的优先级都设置为osPriorityNormal，也就是具有相同的优先级。

  • 两个任务采用了动态分配内存内存分配方式。如果使用静态分配内存，需要设置作为栈空间的数组名称以及控制块名称。

3.3 程序分析

3.3.1 初始程序分析

我们在 CubeMX 中生成代码，在CubeIDE 中打开项目，主程序文件 main.c的部分代码如下。

在这里插入图片描述
  main()函数的代码结构前面部分是 MCU 软硬件的初始化，包括 HAL初始化、系统时钟配置和外设初始化。
  FreeRTOS的初始化和启动就是执行以下3个函数。

  • osKernelInitialize() 是 CMSIS-RTOS 标准接口函数，用于初始化 FreeRTOS 的调度器。
  • MX FREERTOS Init() 是FreeRTOS对象初始化函数，在freertos.c中实现，用于创建任务、信号量、互斥量等 FreeRTOS 中定义的对象。
  • osKernelStart() 是 CMSIS-RTOS 标准接口函数，用于启动FreeRTOS的任务调度器。执行函数 osKermelStart()启动FreeRTOS的任务调度器后，任务调度器就接管了CPU 的控制权，函数 osKernelStart()是永远不会退出的，所以不会执行后面的while()循环。

3.3.2 任务创建

   文件freertos.c是CubeMX生成代码时生成的文件，是实现用户功能的代码文件在main()函数中调用的函数就是在这个文件里实现的。注意，这个文件没有对应的头文件。
  本示例初始化生成的文件freertos.c的代码如下，此处删除了一些沙箱代码段的注释添加了一些注释:
  在freertos.c的私有变量定义部分，我们定义了两个任务的句柄变量和任务属性变量。
在这里插入图片描述
  MX_FREERTOS_Init（） 函数时FreeRTOS的对象初始化函数，用于创建定义的三个任务。

在这里插入图片描述
  CubeMx生成的任务函数如下，一共有三个，后续需要在任务函数里面实现具体的功能。 初始化生成的任务函数都只有一个基本的框架，任务函数主体是一个for死循环，要用户添加功能代码，实现任务2的功能。
在这里插入图片描述

3.3.3 编写用户功能代码

  示例的内容相对简单，task1Task（） 函数里面通过 osDelay（500）实现500ms的闪烁，并通过一个局部变量统计灯闪烁的次数，当PF9对应的LED灯闪烁4下后，便会调用osThreadTerminate函数删除task2_taskHandle任务，此时需要传入任务2的句柄，也就是task2_taskHandle。
在这里插入图片描述

四、总结

  上述主要讲述了FreeRTOS中的任务概念，以及关于任务相关的函数，之所以在解释了FreeRTOS 一些任务的主要函数后又介绍了CMSIS-RTOS的相关函数是因为博主最开始接触的是keil TRX5操作系统，也是一种RTOS系统，到后来发现其实只要是RTOS系统，其中的线程/任务、信号量、消息队列、线程标志…都是相通的，就提笔简单解释了不同的函数，可以做一个对比。最后通过一个简单示例去示范在线程中怎么实现功能，当然，这只是最简单的任务实现，在实际工作应用中，一个功能的实现往往需要多个线程配合完成，其中又会涉及到线程之间的有优先级、栈空间、共有资源死锁等，需要不断深入研究。

源码分享：FreeRTOS 系列分享（一）：任务管理

参考书籍和文章：
1、《STM32Cube高效开发教程（高级篇）》王维波
2、FreeRTOS源码详解与应用开发

路虽远行则将至，事虽难做则必成。

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参考github网址：https://github.com/OpenDriveLab/UniAD/tree/v2.0参考readme：https://gitcode.com/Ascend/DrivingSDK/blob/master/model_examples/UniAD/README.md。

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