【FreeRTOS】16系统配置和中断配置
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很多RTOS之所以可以用于资源很少的单片机,是因为它们可以配置,一般可以使用宏定义来选择需要的功能,而裁剪掉不必要的功能,以减少对硬件的资源占用。
本节来讲一下FreeRTOS的系统配置,其中的中断配置会详细讲解。
1)FreeRTOS的系统配置
FreeRTOS的系统配置文件是FreeRTOS.h和FreeRTOSConfig.h。一般来说,FreeRTOS.h中包含了完整的配置选项,而用户使用时,可以在FreeRTOSConfig.h配置自己需要的选项。
举个例子:
在FreeRTOS.h中,用#ifndef定义了是否使用信号量和定时器的宏,如果用户没有在其他地方定义这几个宏,那么这里的宏就起作用被定义为0:
用户如果想启用信号量,直接在FreeRTOSConfig.h中重新定义一个宏configUSE_MUTEXES为1,就可以启用了,如下所示:
除了我们前面的课程中穿插讲到的一些宏的配置,这里再介绍几个常用的配置宏定义:
#define configCPU_CLOCK_HZ ( SystemCoreClock ) //定义CPU时钟主频
#define configTICK_RATE_HZ ((TickType_t)1000) //定义FreeRTOS的基本时钟节拍频率,一般定义为1000Hz或更小一些的值,值越大会导致系统运行的开销变大
#define configMAX_PRIORITIES ( 7 ) //定义用户可使用的任务优先级,如定义为7则用户可用优先级为0~6,值越大优先级越高
更详细的配置宏定义,感兴趣的可以再找资料深入学习。
2)FeeRTOS的中断配置
中断配置也是FreeRTOS系统配置的一部分,之所以单独拿出来讲,是因为它比较重要,涉及到FreeRTOS的多任务和中断之间的关系。
中断配置主要有以下三个宏:
它们的作用其实在注释里已经有说明了,这里再详细解释一下。
configPRIO_BITS宏定义的是MCU使用几位优先级,STM32固定为4位,硬件上限定了是用4个bit来进行优先级分组的。详细讲解可以参见笔者以前的文章《【STM32+cubemx】0007 HAL库开发:外部中断,优先级和中断向量表》。
configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY宏用来定义最低优先级的数值,在M3内核的MCU中,一般FreeRTOS推荐优先级分组全部设置位抢占模式,即4bit来设置也就是优先级为0~15,所以最低优先级为15,(注意这里是值越大优先级越低)。
见下图,我们之前在cubemx中建立工程的时候,就是用的默认的4bit来表示优先级分组,同时,可以看到SysTick被设置成了最低优先级,这是合理的,因为一般情况下,中断的优先级就是要比任务切换的优先级高,所以用作时钟节拍的中断SysTick被设置成了最低优先级的中断:
configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY宏用来定义可以被FreeRTOS管理的最高优先级中断,这里定义为5,也就是说优先级高于5的中断FreeRTOS是不可管理的,低于5的才可管理。
在前面的讲解中,我们知道FreeRTOS提供了一套带ISR结尾的函数可以在中断服务程序中调用,这里要特别注意,如果是FreeRTOS不可管理的高优先级中断,它的中断服务程序中也是不能使用这些ISR结尾的函数的!同时,FreeRTOS的开、关中断功能,也不能管理比这个宏优先级高的中断。FreeRTOS只管理一部分低优先级中断,使得有些高优先级的中断可以得到最快的响应。
好了,本节的内容就到这里了。
写完FreeRTOS的系统配置,这个FreeRTOS系列的内容就暂时到一段落了。