FreeRTOS时间片调度实验：智能家居中LED控制

"时间片调度实验是智能家居物联网服务平台设计的一部分，主要使用了FreeRTOS操作系统。实验目的是学习如何在FreeRTOS中实现时间片调度。实验中设计了三个任务：start_task、task1_task和task2_task。start_task负责创建其他两个任务，而task1_task和task2_task具有相同的优先级（2），分别控制LED0和LED1的闪烁，并通过串口打印各自的运行次数。实验在STM32F429平台上进行，使用了FreeRTOS的库函数和配置。系统时钟节拍频率设置为20Hz，即configTICK_RATE_HZ设为20，这意味着滴答定时器中断周期为50ms，时间片大小也为50ms。在main()函数中，这些任务被创建并启动执行。" 在这个实验中，FreeRTOS的时间片调度机制得到了应用。时间片调度是一种多任务处理策略，它允许操作系统在多个任务之间快速切换，以实现看似同时执行的效果。在FreeRTOS中，任务的优先级决定它们被调度的顺序，优先级高的任务会优先获得CPU执行权。在这个实验中，task1_task和task2_task的优先级相同，因此它们共享相同的时间片，根据时间片轮转的方式交替执行。 STM32F429是一款基于ARM Cortex-M4内核的微控制器，具有高性能和低功耗的特点，适合用于实时操作系统如FreeRTOS。FreeRTOS是一个轻量级、可移植的操作系统内核，特别适合嵌入式系统，提供了任务调度、中断处理、内存管理等多种功能。在STM32F429上移植FreeRTOS，需要对微控制器的中断系统、存储器配置以及FreeRTOS的API有深入理解。 在FreeRTOS中，任务的创建通常通过`xTaskCreate()`函数完成，指定任务函数、优先级、堆栈大小等参数。在这个实验中，start_task、task1_task和task2_task的堆栈大小都设置为128个字节，以满足任务执行时的存储需求。任务句柄（TaskHandle_t）用于在运行时标识和操作特定任务。 FreeRTOS的时间管理功能允许设置系统时钟节拍，通过修改`configTICK_RATE_HZ`宏可以调整系统节拍频率，从而改变时间片的长度。较高的节拍频率意味着更短的时间片，可以提高任务切换的频率，更适合响应时间要求高的应用。 此外，FreeRTOS还提供了丰富的API函数，如`vTaskDelay()`用于任务的延时，`vTaskPrioritySet()`用于动态改变任务优先级，以及`xTaskResume()`和`vTaskSuspend()`来暂停或恢复任务的执行。这些功能使得开发者能够灵活地控制任务执行的顺序和时间。 在实验分析中，可以看到系统通过调整时钟节拍频率来观察时间片调度的效果。由于时间片较大（50ms），实验中的任务切换会比较明显，便于观察和理解时间片调度的工作原理。通过串口打印任务运行次数，可以直观地验证任务的执行顺序和频率。 总结来说，这个实验是一个关于FreeRTOS时间片调度的实践教学，它不仅涵盖了基本的FreeRTOS任务创建、调度和优先级概念，还涉及到STM32F429的硬件平台和中断系统，对于理解和掌握实时操作系统在嵌入式系统中的应用具有重要意义。