铭哥嵌入式教程

外观

第07章 时间片调度

约 743 字大约 2 分钟

2026-01-19

7.1 核心知识点

在FreeRTOS中，同等优先级的任务会轮流分享相同的CPU时间，这个时间被称为时间片。在这里，一个时间片的长度等同于SysTick中断的周期。

相关宏

configTICK_RATE_HZ	滴答频率，每个时间片时长等于一个滴答周期
configUSE_TIME_SLICING	是否启用控制时间片调度，默认是开启的

7.2 案例

① 需求

task1：通过串口打印task1的运行次数，设置任务优先级为2。
task2：通过串口打印task2的运行次数，设置任务优先级为2。
为了更好观察现象，滴答定时器的中断频率设置为50ms中断一次（一个时间片）。

② 效果

③ 代码

FreeRTOSConfig.h

添加如下配置项：

// 开启时间片调度（不写也可以，默认就是开启的）
#define configUSE_TIME_SLICING 1
// 设置滴答频率为20Hz（滴答周期是50ms，每个时间片是50ms）
#define configTICK_RATE_HZ 20
App_Task.c

任务函数中进入临界区可以防止 printf() 串口输出过程中被打断！

#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 2
// 任务1的句柄
TaskHandle_t task1_handle;

// 任务2 ------------------------------------
// 任务2函数的原型
void task2_callback(void *pvParameters);
// 任务2名称
#define TASK2_NAME "task2"
// 任务2堆栈大小
#define TASK2_STACK_SIZE 128
// 任务2的优先级
#define TASK2_PRIORITY 2
// 任务2的句柄
TaskHandle_t task2_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");
    // 创建任务2
    xTaskCreate(task2_callback, TASK2_NAME, TASK2_STACK_SIZE, NULL, TASK2_PRIORITY, &task2_handle) == pdPASS ? printf("任务2创建成功! \n") : printf("任务2穿件失败! \n");
    
    // 退出临界区
    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");

    // 定义变量，用于统计任务1执行的次数
    uint32_t count = 0;

    while (1)
    {
        // 进入临界区，防止打印过程被打断
        taskENTER_CRITICAL();

        // 切换LED1状态
        HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
        // 计数+1
        count++;
        // 打印任务1执行的次数
        printf("任务1执行次数: %d \n", count);
        // 延时10ms
        HAL_Delay(10);

        // 退出临界区
        taskEXIT_CRITICAL();
    }
}

// 任务2函数的实现
void task2_callback(void *pvParameters)
{
    printf("任务2启动... \n");

    // 定义变量，用于统计任务2执行的次数
    uint32_t count = 0;

    while (1)
    {
        // 进入临界区，防止打印过程被打断
        taskENTER_CRITICAL();

        // 切换LED2状态
        HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);
        // 计数+1
        count++;
        // 打印任务2执行的次数
        printf("任务2执行次数: %d \n", count);
        // 延时10ms
        HAL_Delay(10);

        // 退出临界区
        taskEXIT_CRITICAL();
    }
}