FreeRTOS时间片调度实验：LED闪烁与任务管理

"这篇文档是关于STM32F767芯片使用FreeRTOS实时操作系统进行时间片调度的实验教程，内容涵盖了FreeRTOS的基本概念、移植、配置以及任务管理等多个方面。" 在微控制器编程中，FreeRTOS是一个广泛使用的轻量级实时操作系统（RTOS），它提供了一种高效的任务调度机制，包括时间片轮转调度。在这个实验中，重点是学习如何在STM32F767芯片上应用FreeRTOS的时间片调度功能。时间片调度允许系统在同一时间处理多个任务，通过在各个任务之间快速切换来实现并发执行。 实验中定义了三个任务：start_task、task1_task和task2_task。start_task是启动任务，负责创建其他两个任务。task1_task和task2_task具有相同的优先级（2），用于控制不同的LED灯闪烁并打印各自的运行次数。这种设置可以直观地观察到时间片调度的效果。 在FreeRTOS中，时间片的长度由宏configTICK_RATE_HZ定义，文档中将其设置为20，意味着滴答定时器中断每20个时钟周期发生一次，即中断周期为50ms。由于时间片值较大，便于观察任务间的切换。每个任务被分配一定的时间片，在其时间内运行，之后由调度器根据优先级决定下一个执行的任务。 任务的优先级是调度器决策的关键因素。在这个实验中，task1_task和task2_task的优先级都是2，意味着它们具有相等的执行权。当两个任务同时就绪时，它们将共享时间片，轮流执行。在FreeRTOS中，可以通过设置任务的优先级来调整其执行的优先级顺序。 在main()函数中，会调用vTaskStartScheduler()来启动调度器，然后FreeRTOS将根据任务的优先级和时间片机制自动进行任务切换。实验程序还包括了任务的堆栈大小定义，例如START_STK_SIZE和TASK1_STK_SIZE，这是为了确保任务在执行过程中有足够的内存空间。 STM32F767是一款高性能的ARM Cortex-M7内核的微控制器，适合运行复杂的RTOS，如FreeRTOS，以实现多任务处理。FreeRTOS的移植涉及设置中断、初始化系统时钟、配置堆栈和初始化任务等步骤，这些内容在提供的开发手册中会有详细的讲解。 FreeRTOS提供的API函数使得开发者能够轻松地创建任务、管理任务状态、设置和修改任务优先级、管理中断和临界段，以及实现其他高级功能，如队列、信号量、软件定时器和事件标志组等。这些工具对于构建高效的实时应用程序至关重要。 这个实验和教程旨在帮助开发者理解FreeRTOS在STM32F767上的应用，掌握时间片调度的概念和实践，以及如何利用FreeRTOS的各种功能来实现复杂系统的设计。通过这样的练习，开发者可以提升在嵌入式系统中的多任务处理能力。