FreeRTOS作業系統學習

前言

中斷是微控制器一個很常見的特性，中斷由硬體產生，當中斷產生以后 CPU 就會中斷當前
的流程轉而去處理中斷服務，Cortex-M 內核的 MCU 提供了一個用于中斷管理的嵌套向量中斷
控制器(NVIC)， Cotex-M3 的 NVIC 最多支持 240 個 IRQ(中斷請求)、1 個不可屏蔽中斷(NMI)、1 個 Systick(滴
答定時器)定時器中斷和多個系統例外，

一、中斷管理

臨界區：
臨界段代碼也叫做臨界區，是指那些必須完整運行，不能被打斷的代碼段，比如有的外設
的初始化需要嚴格的時序，初始化程序中不能被打斷，FreeRTOS 在進入臨界段代碼的時候需要
關閉中斷，當處理完臨界段代碼以后再打開中斷，FreeRTOS 系統本身就有很多的臨界段代碼，
這些代碼都加了臨界段代碼保護，我們在寫自己的用戶程式的時候有些地方也需要添加臨界段
代碼保護，
FreeRTOS 與 臨 界 段 代 碼 保 護 有 關 的 函 數 有 4 個 ： taskENTER_CRITICAL() 、taskEXIT_CRITICAL() 、 taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR() 和
taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()，這四個函式其實是宏定義，在 task.h 檔案中有定義，這四個函式的區別是前兩個是任務級的臨界段代碼保護，后兩個是中斷級的臨界段代碼保護，

void taskcritical_test(void)
{
while(1)
{
taskENTER_CRITICAL(); (1)//進入臨界區
total_num+=0.01f;
printf("total_num 的值為: %.4f\r\n",total_num);
taskEXIT_CRITICAL(); (2)//退出臨界區
 vTaskDelay(1000);
} }

(1)、進入臨界區，
(2)、退出臨界區，
(1)和(2)中間的代碼就是臨界區代碼，注意臨界區代碼一定要精簡！因為進入臨界區會關閉中斷，這樣會導致優先級低于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 的中斷得不到及
時的回應！
只有所有的臨界段代碼都退出以后才會使能中斷！

最低中斷優先級15、最高中斷優先級5
0-4不歸FreeRTOS管理，5-15FreeRTOS可管理

二、FreeRTOS中斷測驗實驗

本實驗設計了兩個任務 start_task()和 interrupt_task(), 這兩個任務的任務功能如下：
start_task()：創建另外一個任務，interrupt_task() ： 中 斷 測 試 任 務 ， 任 務 中 會 調 用 FreeRTOS 的 中 斷 函 數portDISABLE_INTERRUPTS()來將中斷關閉一段時間，

1.代碼實戰

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

//è???ó??è??
#define START_TASK_PRIO			1
//è???????′óD?	
#define START_STK_SIZE 			256  
//è?????±ú
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//è???oˉêy
void start_task(void *pvParameters);

//è???ó??è??
#define INTERRUPT_TASK_PRIO		2
//è???????′óD?	
#define INTERRUPT_STK_SIZE 		256  
//è?????±ú
TaskHandle_t INTERRUPTTask_Handler;
//è???oˉêy
void interrupt_task(void *p_arg);

int main(void)
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//éè???μí3?D??ó??è??·?×é4	 
	delay_init();	    				//?óê±oˉêy3?ê??ˉ	 
	uart_init(115200);					//3?ê??ˉ′??ú
	LED_Init();		  					//3?ê??ˉLED
	TIM3_Int_Init(10000-1,7200-1);		//3?ê??ˉ?¨ê±?÷3￡??¨ê±?÷?ü?ú1S
	TIM5_Int_Init(10000-1,7200-1);		//3?ê??ˉ?¨ê±?÷5￡??¨ê±?÷?ü?ú1S
	
	//′′?¨?aê?è???
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //è???oˉêy
                (const char*    )"start_task",          //è?????3?
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //è???????′óD?
                (void*          )NULL,                  //′?μY??è???oˉêyμ?2?êy
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //è???ó??è??
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //è?????±ú              
    vTaskStartScheduler();          //?a??è???μ÷?è
}

//?aê?è???è???oˉêy
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //??è?áù????
    //′′?¨?D??2aê?è???
    xTaskCreate((TaskFunction_t )interrupt_task,  			//è???oˉêy
                (const char*    )"interrupt_task", 			//è?????3?
                (uint16_t       )INTERRUPT_STK_SIZE,		//è???????′óD?
                (void*          )NULL,						//′?μY??è???oˉêyμ?2?êy
                (UBaseType_t    )INTERRUPT_TASK_PRIO,		//è???ó??è??
                (TaskHandle_t*  )&INTERRUPTTask_Handler); 	//è?????±ú
	vTaskDelete(StartTask_Handler); //é?3y?aê?è???
    taskEXIT_CRITICAL();            //í?3?áù????
}

//?D??2aê?è???oˉêy 
void interrupt_task(void *pvParameters)
{
	static u32 total_num=0;
    while(1)
    {
		total_num+=1;
		if(total_num==5) 
		{
			portDISABLE_INTERRUPTS();				//1?±??D??  
			delay_xms(5000);						//?óê±5s
			portENABLE_INTERRUPTS();
		}
        LED0=~LED0;
        vTaskDelay(1000);
    }
} 

總結

FreeRTOS中斷，使用時5-15是FreeRTOS可控的中斷，數字越大優先級越低，使用中斷時加入臨界區，