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基于正点原子FreeRTOS学习笔记——时间片调度实验

news 来源：原创 2024/7/4 15:40:17

一、时间片调度介绍

二、实验演示

1、宏修改

1.1、滴答定时器宏

1.2、调度器宏

2、实验程序

2.1.1、任务1，任务2不加临界区程序

2.1.2 实验现象

2.2.1、任务1，任务2加临界区程序

2.2.2 实验现象

一、时间片调度介绍

时间片：同等优先级任务轮流地享有相同的CPU时间

在FreeRTOS中，一个时间片等于SysTick中断周期。如果需要修改时间片时间长短，就要修改滴答定时器中断频率。

如果任务提前结束，直接进行下一个任务，没有用完的时间不会在使用，无论是下一个任务还是本任务再次执行都按一个时间片节拍运行。

运行过程：

1、Task1运行完一个时间片后，切换到Task2运行

2、Task2运行完一个时间片后，切换到Task3运行

3、Task3运行过程中，Task3阻塞了（系统延时或等待信号量等），此时直接切换到下一个任务

二、实验演示

1、宏修改

1.1、滴答定时器宏

#define configTICK_RATE_HZ 20 /* 定义系统时钟节拍频率, 单位: Hz, 无默认需定义 */

实验要求一个时间片是50ms,则设置为20Hz

1.2、调度器宏

#define configUSE_PREEMPTION 1 /* 1: 抢占式调度器, 0: 协程式调度器, 无默认需定义 */

#define configUSE_TIME_SLICING 1 /* 1: 使能时间片调度, 默认: 1 */

都设置为1

2、实验程序

2.1.1、任务1，任务2不加临界区程序

/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*//* START_TASK 任务 配置* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务*/
#define START_TASK_STACK_SIZE 128
#define START_TASK_PRIO       1
TaskHandle_t start_task_handler;void start_task( void * pvParameters );#define TASK1_STACK_SIZE 128
#define TASK1_PRIO       2
TaskHandle_t task1_handler;
void task1( void * pvParameters );#define TASK2_STACK_SIZE 128
#define TASK2_PRIO       2
TaskHandle_t task2_handler;
void task2( void * pvParameters );
/******************************************************************************************************//*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/
void freertos_demo(void)
{xTaskCreate( (TaskFunction_t        ) start_task,(char *                ) "start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE) START_TASK_STACK_SIZE,(void *                ) NULL,(UBaseType_t           ) START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *        ) &start_task_handler );vTaskStartScheduler();
}void start_task( void * pvParameters )
{taskENTER_CRITICAL();/*进入临界区*/xTaskCreate( (TaskFunction_t        ) task1,(char *                ) "task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK1_STACK_SIZE,(void *                ) NULL,(UBaseType_t           ) TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *        ) &task1_handler );xTaskCreate( (TaskFunction_t        ) task2,(char *                ) "task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK2_STACK_SIZE,(void *                ) NULL,(UBaseType_t           ) TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *        ) &task2_handler );						 vTaskDelete(NULL);taskEXIT_CRITICAL(); 		/*退出临界区*/				 
}void task1( void * pvParameters )
{uint32_t task1_num = 0;while(1){printf("task1运行次数：%d\r\n",++task1_num);delay_ms(10);//FreeRTOS的延迟函数会将任务挂载到阻塞列表，导致任务提前结束//而delay_ms()只会死等		}
}void task2( void * pvParameters )
{uint32_t task2_num = 0;while(1){printf("task2运行次数：%d\r\n",++task2_num);delay_ms(10);		}}

2.1.2 实验现象

打印出运行次数，但是会出现打印的不完整。因为本次任务未执行完，调度器切换到下一个任务

2.2.1、任务1，任务2加临界区程序

/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*//* START_TASK 任务 配置* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务*/
#define START_TASK_STACK_SIZE 128
#define START_TASK_PRIO       1
TaskHandle_t start_task_handler;void start_task( void * pvParameters );#define TASK1_STACK_SIZE 128
#define TASK1_PRIO       2
TaskHandle_t task1_handler;
void task1( void * pvParameters );#define TASK2_STACK_SIZE 128
#define TASK2_PRIO       2
TaskHandle_t task2_handler;
void task2( void * pvParameters );
/******************************************************************************************************//*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/
void freertos_demo(void)
{xTaskCreate( (TaskFunction_t        ) start_task,(char *                ) "start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE) START_TASK_STACK_SIZE,(void *                ) NULL,(UBaseType_t           ) START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *        ) &start_task_handler );vTaskStartScheduler();
}void start_task( void * pvParameters )
{taskENTER_CRITICAL();/*进入临界区*/xTaskCreate( (TaskFunction_t        ) task1,(char *                ) "task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK1_STACK_SIZE,(void *                ) NULL,(UBaseType_t           ) TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *        ) &task1_handler );xTaskCreate( (TaskFunction_t        ) task2,(char *                ) "task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK2_STACK_SIZE,(void *                ) NULL,(UBaseType_t           ) TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *        ) &task2_handler );						 vTaskDelete(NULL);taskEXIT_CRITICAL(); 		/*退出临界区*/				 
}void task1( void * pvParameters )
{uint32_t task1_num = 0;while(1){taskENTER_CRITICAL();/*进入临界区*/printf("task1运行次数：%d\r\n",++task1_num);delay_ms(10);//FreeRTOS的延迟函数会将任务挂载到阻塞列表，导致任务提前结束//而delay_ms()只会死等taskEXIT_CRITICAL(); 		/*退出临界区*/			}
}void task2( void * pvParameters )
{uint32_t task2_num = 0;while(1){taskENTER_CRITICAL();/*进入临界区*/printf("task2运行次数：%d\r\n",++task2_num);delay_ms(10);taskEXIT_CRITICAL(); 		/*退出临界区*/			}}