第16章低功耗TickLess

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2026-01-19

16.1 核心知识点

概述：

FreeRTOS 的 Tickless 模式是一种特殊的运行模式，用于最小化系统的时钟中断频率，以降低功耗。

在 Tickless 模式下，系统只在有需要时才会启动时钟中断，而在无任务要运行时则完全进入休眠状态，从而降低功耗。

相关宏

configUSE_TICKLESS_IDLE		是否启动 Tickless 模式，默认0
configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP	系统进入 Tickless 模式的最短时长，默认 2
configPRE_SLEEP_PROCESSING( x )	在系统进入 Tickless 模式前执行的事务，比如关闭外设时钟
configPOST_SLEEP_PROCESSING( x )	系统退出 Tickless 模式后执行的事务，比如开启之前关闭的外设时钟

configPRE_SLEEP_PROCESSING() 和 configPRE_SLEEP_PROCESSING() 能够接收到 xModifiableIdleTime 作为参数，xModifiableIdleTime 表示系统进入低功耗后预计休眠的时钟节拍数，其最大值限制如下：

portMAX_24_BIT_NUMBER / ulTimerCountsForOneTick;
#ffffff / (72000000/1000) ≈ 233

HAL 库开启关闭GPIO外设时钟的函数：

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE()
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE()
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE()
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_DISABLE()
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_DISABLE()
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_DISABLE()
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_DISABLE()

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE()
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE()
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE()

16.2 案例

① 需求

任务1: 每次循环都阻塞延时1000ms
需要注意的是，低功耗模式无法测试，只能通过调试源码的方式判断是否真正进入了低功耗模式。

② 代码

FreeRTOSConfig.h

添加配置项：

// 函数原型：进入TickLess模式前的钩子函数
void enter_tickless_mode( uint32_t time );
// 函数原型：退出TickLess模式后的钩子函数
void exit_tickless_mode( uint32_t time );

// 开启TickLess功能
#define configUSE_TICKLESS_IDLE 1
// 设置只剩空闲任务时进入TickLess等待的滴答数
#define configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP  2 
// 定义进入TickLess模式前的钩子函数
#define configPRE_SLEEP_PROCESSING( x ) enter_tickless_mode( x )
// 定义退出TickLess模式后的钩子函数
#define configPOST_SLEEP_PROCESSING( x ) exit_tickless_mode( x )

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;

// 声明使用全局变量   htim6;
extern TIM_HandleTypeDef htim6;

/**
 * @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");

    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)
    {
        // 打印内容
        printf("任务1: 正在运行... \n");
        // 阻塞延时
        // vTaskDelay(200);
        vTaskDelay(1000);
    }
}

// 定义进入TickLess前的钩子函数的
void enter_tickless_mode(uint32_t time)
{
    // 关闭TIM6更新中断，防止TIM6中断唤醒TickLess（Sleep）
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim6);
    // 打印内容 time 的值最大是233
    printf("进入TickLess低功耗模式, 期望睡眠时间是 %d \n", time);

}

// 定义退出TickLess后的钩子函数的
void exit_tickless_mode(uint32_t time)
{
    // 开启TIM6更新中断
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);
    // 打印内容
    printf("退出TickLess低功耗模式, 实际睡眠时间是 %d \n", time);

}

第16章 低功耗TickLess