深入剖析STM32单片机RTOS与任务管理：优化系统资源，提升并行处理能力

# 1. STM32单片机简介**

STM32单片机是意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M内核的高性能32位微控制器系列。它以其出色的性能、低功耗和丰富的外设而闻名，广泛应用于工业控制、医疗设备、汽车电子等领域。

STM32单片机拥有多种型号，包括STM32F、STM32L和STM32H系列，每个系列又包含多个子系列，以满足不同的应用需求。这些单片机集成了丰富的片上外设，如定时器、ADC、DAC、UART和SPI，为开发人员提供了灵活的系统设计选择。

# 2.2 RTOS的任务管理

### 2.2.1 任务调度算法

任务调度算法决定了操作系统如何选择下一个要执行的任务。STM32单片机常用的任务调度算法包括：

- **轮转调度算法：**任务按照先到先服务（FIFO）的原则执行，每个任务获得相同的时间片。
- **优先级调度算法：**任务根据其优先级执行，优先级高的任务优先执行。
- **时间片轮转调度算法：**结合了轮转和优先级调度算法，任务按照优先级执行，但每个任务执行一定的时间片后，会被中断，转而执行其他任务。

### 2.2.2 任务优先级和同步机制

**任务优先级**

任务优先级决定了任务执行的顺序。优先级高的任务具有更高的执行优先权。STM32单片机通常支持多级优先级，允许任务以不同的优先级执行。

**同步机制**

同步机制用于协调多个任务之间的访问和操作，防止数据竞争和死锁。STM32单片机常用的同步机制包括：

- **互斥量：**允许一次只有一个任务访问共享资源。
- **信号量：**用于控制共享资源的访问数量，防止多个任务同时访问同一资源。
- **事件标志组：**用于通知任务特定事件的发生。

### 代码示例：任务创建和优先级设置

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

// 任务函数
void task1(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 任务代码
    }
}

void task2(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 任务代码
    }
}

int main(void) {
    // 创建任务 1，优先级为 1
    xTaskCreate(task1, "Task 1", 128, NULL, 1, NULL);

    // 创建任务 2，优先级为 2
    xTaskCreate(task2, "Task 2", 128, NULL, 2, NULL);

    // 启动任务调度器
    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

**逻辑分析：**

此代码创建了两个任务：task1 和 task2。task1 的优先级为 1，task2 的优先级为 2。这意味着 task2 将优先于 task1 执行。

**参数说明：**

- `xTaskCreate` 函数的参数：
- `task1`：任务函数指针
- `"Task 1"`：任务名称
- `128`：任务堆栈大小（字节）
- `NULL`：任务