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转rtx操作系统 本章节主要为大家讲解RTX任务优先级设置的注意事项,任务优先级的分配方案及其相关的一个例子,内容相对比较简单。
本章教程配套的例子含Cortex-M3内核的STM32F103和Cortex-M4内核的STM32F407。 8.1 任务优先级设置注意事项 8.2 任务优先级分配方案 8.3 任务优先级设置 8.4 实验例程说明 8.5 总结 8.1 任务优先级设置注意事项 RTX操作系统任务优先级的设置要注意以下几个问题: u 设置任务的优先级时,数值越小优先级越低。 u 最低任务优先级是0,此优先级被空闲任务使用,任何其它任务都不可以使用。 u 用户可以设置的优先级范围是1-254,由于RTX支持时间片调度,所以也是支持用户任务设置为相同的优先级。 u 优先级255被保留,用于最重要的任务。 |
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8.2 任务优先级分配方案
对于初学者,有时候会纠结任务优先级设置为多少合适,因为任务优先级设置多少是没有标准的。对于这个问题,RTX有一个推荐的设置标准,任务优先级设置推荐方式如下图8.1所示: 图8.1 任务优先级分配方案 |
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IRQ任务:IRQ任务是指通过中断服务程序进行触发的任务,此类任务应该设置为所有任务里面优先级最高的。
u 高优先级后台任务:比如按键检测,触摸检测,USB消息处理,串口消息处理等,都可以归为这一类任务。 u 低优先级的时间片调度任务:比如emWin的界面显示,LED数码管的显示等不需要实时执行的都可以归为这一类任务。实际应用中用户不必拘泥于将这些任务都设置为优先级1的同优先级任务,可以设置多个优先级,只需注意这类任务不需要高实时性。 u 空闲任务:空闲任务是系统任务。 u 特别注意:IRQ任务和高优先级任务必须设置为阻塞式(调用消息等待或者延迟等函数即可),只有这样高优先级任务才会释放CPU的使用权,从低优先级任务才有机会得到执行。 这里的优先级分配方案是RTX操作系统推荐的一种方式,实际项目也可以不采用这种方法。调试出适合项目需求的才是最好的。 |
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8.3 任务优先级设置
除了创建任务时可以设置任务优先级,也可以通过下面两个函数修改任务优先级: u os_tsk_prio u os_tsk_prio_self 关于这两个函数的讲解及其使用方法可以看教程第3章3.3小节里面说的参考资料rlarm.chm文件 |
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这里重点的说一下函数os_tsk_prio。
函数原型: 复制代码 OS_RESULT os_tsk_prio ( OS_TID task_id, /* 任务ID */ U8 new_prio ); /* 新的任务优先级 (1-254) */ 函数描述: 函数os_tsk_prio用于修改任务的优先级。 u 第1个参数填任务的ID。如果ID参数是0,那么设置就是当前任务的优先级。 u 第2个参数修改任务的优先级,如果new_prio的数值比当前执行任务的优先级大,将触发一次任务切换,切换到任务ID为task_id的任务中。如果new_pro的数值比当前执行任务的优先级小,当前任务会继续执行。 |
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u 如果任务优先级修改成功,函数返回OS_R_OK,其余所有情况返回OS_R_NOK,比如所写的任务ID不存在或者任务还没有启动。
使用这个函数要注意以下几个问题 1. 参数new_prio的范围是1-254。 2. 被修改任务的新优先级会一直保持有效直到用户再次修改。 3. 优先级0用于空闲任务,如果用户将这个参数设置为0的话,RTX系统会将其更改为1。优先级255被保留用于最重要的任务。 4. 对于RTX操作系统来说,优先级参数中数值越小优先级越低,也就是说空闲任务的优先级是最低的,因为它的优先级数值是0 使用举例: 复制代码 /* ********************************************************************************************************** 变量 ********************************************************************************************************** */ static uint64_t AppTaskUserIFStk[512/8]; /* 任务栈 */ /* 任务句柄 */ OS_TID HandleTaskUserIF = NULL; /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskChangePrio * 功能说明: 修改任务优先级 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void AppTaskDelete (void) { HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF, /* 任务函数 */ 1, /* 任务优先级 */ &AppTaskUserIFStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ if(os_tsk_prio(HandleTaskLED, 3) == OS_R_OK) { printf("任务AppTaskLED优先级修改成功rn"); } else { printf("任务AppTaskLED优先级修改失败rn"); } } |
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8.4 实验例程说明
8.4.1 STM32F103开发板实验 配套例子: V4-403_RTX实验_任务优先级修改 实验目的: 1. 学习RTX的任务优先级修改。 实验内容: 1. K1按键按下,串口打印。 2. K2按键按下,将任务AppTaskLED的优先级由2修改为3。 3. k3按键按下,将任务AppTaskLED的优先级由3修改为2。 4. 各个任务实现的功能如下: AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。 AppTaskLED任务 :LED闪烁。 AppTaskMsgPro任务 :消息处理,这里是用作LED闪烁。 AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。 |
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RTX配置:
RTX配置向导详情如下: u Task Configuration l Number of concurrent running tasks 允许创建4个任务,实际创建了如下四个任务 AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。 AppTaskLED任务 :LED闪烁。 AppTaskMsgPro任务 :消息处理,这里是用作LED闪烁。 AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。 l Number of tasks with user-provided stack 创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。 |
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程序设计:
u 任务栈大小分配: staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8]; /* 任务栈 */ staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8]; /* 任务栈 */ staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8]; /* 任务栈 */ staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8]; /* 任务栈 */ 将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的,8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话,部分C语言库函数,浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。 u 系统栈大小分配: |
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RTX初始化:
复制代码 /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: 标准c程序入口。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ int main (void) { /* 初始化外设 */ bsp_Init(); /* 创建启动任务 */ os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */ 4, /* 任务优先级 */ &AppTaskStartStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ while(1); } |
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RTX任务创建:
复制代码 /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: AppTaskCreate * 功能说明: 创建应用任务 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void AppTaskCreate (void) { HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF, /* 任务函数 */ 1, /* 任务优先级 */ &AppTaskUserIFStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */ 2, /* 任务优先级 */ &AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro, /* 任务函数 */ 3, /* 任务优先级 */ &AppTaskMsgProStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */ } |
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8.4.2 STM32F407开发板实验
配套例子: V5-403_RTX实验_任务优先级修改 实验目的: 1. 学习RTX的任务优先级修改。 实验内容: 1. K1按键按下,串口打印。 2. K2按键按下,将任务AppTaskLED的优先级由2修改为3。 3. k3按键按下,将任务AppTaskLED的优先级由3修改为2。 4. 各个任务实现的功能如下: AppTaskUserIF任务 :按键消息处理。 AppTaskLED任务 :LED闪烁。 AppTaskMsgPro任务 :消息处理,这里是用作LED闪烁。 AppTaskStart任务 :启动任务,也是最高优先级任务,这里实现按键扫描。 |
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