FreeRTOS
入门文档
2025-05-12
ESP32的FreeRTOS入门
写在前边
弄这个文档的初衷是为了更快地入门ESP3RTOS2中的FreeRTOS，一寻思自己弄太慢了，就大家一起来完善吧。
文档内容肯定会有错误，在群里说一下改正即可，如果进度比较快or有地方需要完善，按照已有格式进行完善即可，众人拾柴火焰高，对吧。
文档说明
下边的函数或者某些参数如果没有看懂，可以参考《FreeRTOS基本函数大全》，需要结合PDF和AI了解。
文档的基本格式如下↓
某个大类1（使用“标题1”格式）
然后是这个大类的简短介绍，包括具体使用流程等等。
1**.具体流程1（使用“副标题”格式）(缩进一个TAB)**
包括具体的代码和介绍，介绍放代码前。（代码使用代码块填写）
2**.**具体流程2（格式同上）
包括具体的代码和介绍，介绍放代码前。
某个大类****2
1.****………………如此往下
目录
一些需要注意的
在ESP32中，没有unsigned char，被uint32替代。
注意任务创建时顺序问题，若任务A未完全创建，而此时B已经创建完成且调用了A中的数据，则程序会在运行时崩溃。
任务（Task）
任务换个说法，就是程序所运行在的那个基本框架。
具体使用流程：创建任务->调用任务
1**.**创建任务
TaskA是任务的名字，可任意更改
（任务也有句柄，为TaskHandle，直达任务通知用。）
void TaskA(void* param)
2**.**在运行中调用任务
通过xTaskCreate添加任务到内核中,这样就可以运行这个任务的程序了
void app_main(void)
{
xTaskCreatePinnedToCore(TaskA,”Read_from_queue”,2048,NULL,3,NULL,1);
//创建任务
xTaskCreatePinnedToCore(TaskB,”Write_to_queue”,2048,NULL,3,NULL,1);
}
BaseType_t xTaskCreatePinnedToCore(
TaskFunction_t pxTaskCode, // 任务函数指针
const char *const pcName, // 任务名称（字符串标识）
const uint32_t usStackDepth, // 任务堆栈大小（单位：字，1字=4字节）
void *const pvParameters, // 任务参数指针（传递给任务的参数）
UBaseType_t uxPriority, // 任务优先级（0~configMAX_PRIORITIES-1）
TaskHandle_t *const pxCreatedTask, // 任务句柄输出（可为NULL；保存创建的任务句柄，可用于后续操作）
const BaseType_t xCoreID // 绑定运行的CPU核心（0或1，或tskNO_AFFINITY）
);
队列（Queue）
队列，是一种先进先出（FIFO）的数据结构，用于在任务、中断或模块之间有序传递数据。
使用流程：
创建队列->向队列中发送/读取数据->不使用使删除队列
**1. ** 创建队列
先创建队列句柄，再使用xQueueCreate创建动态队列（必须可以被app_main调用）
定义队列句柄并初始化为空（需app_main中通过xQueueCreate创建队列后赋值）
QueueHandle_t queue_handle = NULL;
queue_handle = xQueueCreate (5,sizeof(queue_data_t));
**2. ** 向队列中发送/接受数据
xQueueReceive函数接收后返回pdTrue/ pdFALSE。
pdTRUE == xQueueReceive (queue_handle,&data,100)
通过队列句柄（queue_handle）向队列发送数据
xQueueSend(queue_handle,&data,100);
信号量（Semaphore）
信号量是一种同步机制，通过计数器控制多任务/线程对共享资源的访问。本质是一个非负整数，支持两种原子操作：获取（Take/P）和释放（Give/V），需手动释放（减少）信号量。
使用流程：
①创建信号量（成功后返回信号量句柄）->获取信号量->（若不用则删除信号量）
②单独释放信号量（相当于改变信号量）
**1. ** 创建信号量
类似创建队列，先使用创建信号量句柄再创建信号量
同队列，xSemaphoreCreate必须可以被app_main调用（）
SemaphoreHandle_t bin_sem; //创建信号量句柄
bin_sem = xSemaphoreCreateBinary(); //通过之前定义的信号量句柄创建二进制信号量
**2. ** 释放信号量
此处只演示二进制信号量
xSemaphoreGive(bin_sem); //每隔1s释放一个信号量
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
**3. ** 获取信号量（使用信号量）
if(pdTRUE == xSemaphoreTake(bin_sem,portMAX_DELAY))
//因为是二进制信号量，所以只有两个状态0/1
ESP_LOGI(“bin_sem”,”You got the SEM_BIN!”);
**互斥锁(**互斥量Mutex）
实际上使用信号量控制访问权限的，确保同一时间只有一个任务可以访问资源，避免数据竞争。
谁访问谁释放。当一个任务获取了锁（Take），其他任务就无法再获取该锁，直到原任务释放锁（Give）。
使用流程：获取->进行硬件/参数访问->释放
**1. ** 获取信号量
xSemaphoreTake(bin_sem,portMAX_DELAY)
**2. ** 释放信号量
xSemaphoreGive(bin_sem);
事件组(Event Groups)
这是一位事件位↓
0
0
0
1
0
↑↑↑这是一个五位事件组↑↑↑
通过事件组，同时记录多个事件的发生状态，0无1有。
使用流程：
创建事件组->等待事件组中某个标志位->设置标志位->清除标志位
**1. ** 创建事件组
同样，需要先创建事件组的句柄，再定义两事件位。
static EventGroupHandle_t test_event_handle;
//创建事件组句柄，名字为test_event_handle
test_event_handle = xEventGroupCreate();
//给test_event_handle创建事件组
**2. ** 读取&处理事件组
读取：xEventGroupWaitBits这个函数有返回值为事件组的16进制值，也就是表格中的00010B=>0x02，第三位表示是否清除标志位，第四位表示是否等待的标志位都成功了才返回，选择pdTURE时为与条件，选择pdFALSE时为或条件
event_group_data xEventGroupWaitBits(test_event_handle,BIT0BIT11,pdTRUE,pdFALSE,pdMS_TO_TICKS(5000));
//设置标志位
xEventGroupSetBits(
EventGroupHandle_t xEventGroup,//事件组句柄
const EventBits_t uxBitsToSet ); //设置哪个位
//清除标志位
xEventGroupClearBits(
EventGroupHandle_t xEventGroup,//事件组句柄
const EventBits_t uxBitsToClear ); //设置哪个位
直达任务通知（Task Notify）
直接向任务发送通知并携带数据，而无需通过队列/信号量等中间象（单向通信，一发一收）。
使用流程：发送通知->接收通知
**1. ** 发送通知
先创建任务句柄，再通过函数发送
static TaskHandle_t TaskA_Handle;
static TaskHandle_t TaskB_Handle;
xTaskNotify(TaskA_Handle,value,eSetValueWithOverwrite);
//把一个32位的值value发送到“TaskA_Handle”任务中，发送的模式位第三个参数“eSetValue”
**2. ** 等待接收通知
先创建一个值用来接收数据，再使用xTaskNotifyWait接收
xTaskNotifyWait接收自身任务的句柄中的数据，传到TaskNotify_data中。
xTaskNotifyWait(
uint32_t ulBitsToClearOnEntry, // 进入时清除的位掩码
uint32_t ulBitsToClearOnExit, // 退出时清除的位掩码
uint32_t *pulNotificationValue, // 输出参数：接收通知值
TickType_t xTicksToWait // 超时时间（单位：Tick）
);
例：
uint32_t TaskBNotify_data = 0;
xTaskNotifyWait(0x00,ULONG_MAX,&TaskNotify_data,portMAX_DELAY);
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