多任务管理优化：实现STM32F103C8T6的多任务并行处理

# 1. 多任务管理概述**

多任务管理是一种计算机系统管理多个任务或进程的能力，使它们可以并发执行。在嵌入式系统中，多任务管理至关重要，因为它允许多个应用程序同时运行，从而提高系统效率和响应能力。STM32F103C8T6微控制器支持多任务管理，使其成为开发复杂嵌入式系统的理想选择。

# 2. STM32F103C8T6多任务编程基础

### 2.1 STM32F103C8T6的硬件架构

#### 2.1.1 内核和外设

STM32F103C8T6微控制器基于ARM Cortex-M3内核，具有以下特性：

- 32位RISC架构
- 工作频率高达72MHz
- 64KB闪存和20KB SRAM

该微控制器还集成了广泛的外设，包括：

- 定时器：4个16位定时器和2个32位定时器
- ADC：12位16通道ADC
- UART：2个UART接口
- SPI：2个SPI接口
- I2C：2个I2C接口

#### 2.1.2 时钟和中断

STM32F103C8T6具有灵活的时钟系统，允许从多种时钟源中选择。内部时钟源包括高速内部振荡器（HSI）和低速内部振荡器（LSI）。外部时钟源包括晶体振荡器（HSE）和外部时钟（SYSCLK）。

微控制器还具有一个嵌套向量中断控制器（NVIC），它管理来自外设和内核的各种中断。中断可以优先级排序，允许系统对关键事件做出快速响应。

### 2.2 FreeRTOS多任务操作系统

#### 2.2.1 任务、队列和信号量

FreeRTOS是一个流行的实时操作系统（RTOS），它为STM32F103C8T6提供了多任务支持。RTOS通过以下概念实现多任务：

- **任务：**任务是执行特定功能的独立线程。
- **队列：**队列是存储任务间通信数据的缓冲区。
- **信号量：**信号量是用于同步任务访问共享资源的机制。

#### 2.2.2 任务调度和优先级

FreeRTOS使用优先级调度算法来管理任务。每个任务分配一个优先级，高优先级任务比低优先级任务优先执行。调度程序根据当前运行任务的优先级和就绪任务的优先级来决定下一个要执行的任务。

### 2.3 STM32CubeMX配置多任务环境

#### 2.3.1 创建项目和配置时钟

使用STM32CubeMX创建STM32F103C8T6多任务项目。配置时钟系统以满足应用程序的需求。例如，要将微控制器配置为72MHz，可以执行以下步骤：

1. 打开时钟配置选项卡。
2. 选择HSI作为时钟源。
3. 将PLL倍频器设置为x9。
4. 将系统时钟设置为PLL输出。
5. 点击“生成代码”按钮。

#### 2.3.2 添加任务和配置优先级

在STM32CubeMX中添加任务并配置其优先级。例如，要添加一个优先级为1的任务，可以执行以下步骤：

1. 打开任务配置选项卡。
2. 点击“添加任务”按钮。
3. 输入任务名称（例如，“Task1”）。
4. 将任务优先级设置为1。
5. 点击“生成代码”按钮。

# 3.1 任务同步和通信

在多任务系统中，任务之间需要协作和通信以共享资源和数据。FreeRTOS提供了多种同步和通信机