第15章软件定时器

约 1233 字大约 4 分钟

2026-01-19

15.1 核心知识点

概述：

软件定时器是一种轻量级的时间管理工具，用于在任务中创建和管理定时器。
软件定时器是基于 FreeRTOS 内核提供的时间管理功能实现的，允许开发者创建、启动、停止、删除和管理定时器，从而实现在任务中对时间的灵活控制。

软件定时器三种状态：

未创建（Uncreated）：软件定时器被创建之前的状态。
在这个状态下，定时器的数据结构已经被定义，但尚未通过 xTimerCreate() 函数创建。

已创建（Created）：软件定时器已被成功创建，但尚未启动。
在这个状态下，可以对定时器进行配置，如设置定时器的周期、回调函数等，但定时器并未开始计时。

已运行（Running）：软件定时器已经被启动，正在运行中。
在这个状态下，定时器会按照预定的周期定时触发超时事件，执行注册的回调函数。

两种定时器类型：

一次性定时器（One-shot Timer）： 
这种定时器在触发一次超时后就会停止，不再执行。
适用于只需在特定时间执行一次任务或动作的场景。

周期性定时器（Periodic Timer）： 
这种定时器会在每个超时周期都触发一次，循环执行。
适用于需要在固定的时间间隔内重复执行任务或动作的场景。

相关宏

configUSE_TIMERS		是否启用软件定时器功能
configTIMER_TASK_PRIORITY	软件定时器任务的优先级
configTIMER_QUEUE_LENGTH	软件定时器命令队列的长度
configTIMER_TASK_STACK_DEPTH	软件定时器任务的栈空间大小

相关类型：

TimerHandle_t				定时器句柄
TimerCallbackFunction_t 	定时器回调函数的类型

相关函数

xTimerCreate() 	动态方式创建软件定时器
xTimerCreateStatic() 	静态方式创建软件定时器
xTimerStart() 	开启软件定时器定时
xTimerStartFromISR() 	在中断中开启软件定时器定时
xTimerStop() 	停止软件定时器定时
xTimerStopFromISR() 	在中断中停止软件定时器定时
xTimerReset() 	复位软件定时器定时
xTimerResetFromISR() 	在中断中复位软件定时器定时
xTimerChangePeriod() 	更改软件定时器的定时超时时间
xTimerChangePeriodFromISR() 	在中断中更改定时超时时间

15.2 案例

① 需求

创建两个定时器：一次性定时器和周期性定时器。
task1：检测到SW3按下，启动一次性定时器，检测到SW4按下，启动周期性定时器

② 代码

FreeRTOSConfig.h

添加配置项：

// 启动软件定时器
#define configUSE_TIMERS 1
// 设置定时器任务的优先级
#define configTIMER_TASK_PRIORITY 2
// 设置定时器任务的栈空间大小
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH 128
// 设置定时器的命令队列的长度
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10

App_Task.h

包含头文件：

#include "timers.h"

App_Task.c

#include "App_Task.h"

// 任务1 ------------------------------------
// 任务1函数的原型
void task1_callback(void *pvParameters);
// 任务1名称
#define TASK1_NAME "task1"
// 任务1堆栈大小
#define TASK1_STACK_SIZE 128
// 任务1的优先级
#define TASK1_PRIORITY 1
// 任务1的句柄
TaskHandle_t task1_handle;

// 软件定时器1 ------------------------------
// 定义软件定时器1的回调函数的原型
void timer1_callback(TimerHandle_t xTimer );
// 软件定时器1的句柄
TimerHandle_t timer1_handle;

// 软件定时器2
// 定义软件定时器2的回调函数的原型
void timer2_callback(TimerHandle_t xTimer );
// 定义软件定时器2的句柄
TimerHandle_t timer2_handle;



/**
 * @brief 启动 FreeRTOS 任务管理
 *
 */
void App_Task_Start(void)
{
    // 进入临界区
    taskENTER_CRITICAL();

    // 创建任务1
    xTaskCreate(task1_callback, TASK1_NAME, TASK1_STACK_SIZE, NULL, TASK1_PRIORITY, &task1_handle) == pdPASS ? printf("任务1创建成功! \n") : printf("任务1穿件失败! \n");
    
    // 创建定时器1，实现一次性定时器
    timer1_handle = xTimerCreate("timer1", pdMS_TO_TICKS(1000), pdFALSE, (void *)1, timer1_callback);
    timer1_handle == NULL ? printf("定时器1创建失败! \n") : printf("定时器1创建成功! \n");

    // 创建定时器2，实现周期定时器
    timer2_handle = xTimerCreate("timer2", pdMS_TO_TICKS(2000), pdTRUE, (void *)2, timer2_callback);
    timer2_handle == NULL ? printf("定时器2创建失败! \n") : printf("定时器2创建成功! \n");

    taskEXIT_CRITICAL();

    // 启动任务调度器 （ vTaskStartScheduler() 后面的代码不会被执行）
    printf("任务调度器启动... \n");
    vTaskStartScheduler();
}

// 任务1函数的实现
void task1_callback(void *pvParameters)
{
    printf("任务1启动... \n");

    while (1)
    {
        // 检测按键
        switch (Int_Key_IsDetect())
        {
        case 3:
            // 按键3被按下，启动软件定时器1(一次性定时器)
            printf("任务1: 按键3被按下, 启动软件定时器1(一次性定时器) \n");
            xTimerStart(timer1_handle, 0);
            break;
        case 4:
            // 按键4被按下，启动软件定时器2(周期定时器)
            printf("任务1: 按键4被按下, 启动软件定时器2(周期定时器) \n");
            xTimerStart(timer2_handle, 0);
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}

// 软件定时器1的回调函数的实现
void timer1_callback(TimerHandle_t xTimer )
{
    printf("Timer1 Runing ... \n");
}

// 软件定时器2的回调函数的实现
void timer2_callback(TimerHandle_t xTimer )
{
    printf("Timer2 Runing ... \n");
}

第15章 软件定时器

15.1 核心知识点

15.2 案例

① 需求

② 代码

FreeRTOSConfig.h

App_Task.h

App_Task.c

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