FreeRTOS的时间管理

最近需要将在Linux上的代码移植到FreeRTOS上，许多系统函数运行不了，其中就包括gettimeofday，以及使用定时器的不同。

FreeRTOS添加计时器

首先，FreeRTOS的系统时钟节拍可以在配置文件 FreeRTOSConfig.h  里面设置:

#define configTICK_RATE_HZ ( ( TickType_t ) 1000 )//配置系统时钟1KHz，即 1ms

在FreeRTOS中，系统时钟节拍的特点就是周期性中断，既然要产生中断那就需要定时器，所以在这里就是使用了一个24位的定时器，采用向下计数的方式，然后可以产生周期性的中断。

xTaskGetTickCount

TickType_t xTaskGetTickCount( void )

该函数用于获取系统当前运行的时钟节拍数。

注意：此函数用于在任务代码里面调用，如果在中断服务程序里面调用的话，需要使用函数 xTaskGetTickCountFromISR ，这两个函数切不可混用。

xTimerCreate

TimerHandle_t xTimerCreate(    const char * const pcTimerName,            　　　 // 名称，内核中不使用它，仅用于调试
                                const TickType_t xTimerPeriodInTicks,　　　　　　 // 时长 tick
                                const UBaseType_t uxAutoReload,　　　　　　　　　　// 设置为pdTRUE表示该定时器为自动重载定时器，设置为pdFALSE该定时器为一次性定时器
                                void * const pvTimerID,　　　　　　　　　　　　　　　// 每个软件定时器都有一个ID值，由应用程序决定它的用途。pvTimerID表示该定时器ID的初始值
                                TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )    // 回调函数指针

该函数用来创建一个定时器。

xTimerStart

#define xTimerStart( xTimer, xTicksToWait ) xTimerGenericCommand( ( xTimer ), tmrCOMMAND_START, ( xTaskGetTickCount() ), NULL, ( xTicksToWait ) )

 

// 软件定时器打包命令与发送

BaseType_t xTimerGenericCommand( TimerHandle_t xTimer,　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 定时器的句柄

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　const BaseType_t xCommandID,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　const TickType_t xOptionalValue,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　const TickType_t xTicksToWait )

该函数用于启动处于休眠态的软件定时器，或重置(重新启动)处于运行态的软件定时器。  xTimerStop() 用于停止处于运行态的软件计时器。 可以在启动调度程序之前调用 xTimerStart() ，但该操作会在调度程序启动之前启动定时器。
注意：不能在中断函数中调用 xTimerStart() ，中断安全版为 xTimerStartFromISR()  。

添加定时器样例

static void timer_1000ms_handler(TimerHandle_t xTimer)
{
    // (void)signum;
    (void)xTimer;

    loop_time = 0;
}

static int timer_init(void)
{
    TimerHandle_t xTimer = xTimerCreate("MyTimer", pdMS_TO_TICKS(1000), pdTRUE, 0, timer_1000ms_handler);
    if (xTimer != NULL) {
        xTimerStart(xTimer, 0);
    }
    else {
        perror("timer_settime failed");
        return errno;
    }
    return 0;
}

int main(void)
{
    timer_init();

    vTaskStartScheduler();    

    while (1) {

    }
    return 0;
}

vTaskDelay

void vTaskDelay( const TickType_t xTicksToDelay )

该函数用于task的延时，就是交出CPU一段时间，FreeRTOS延时的单位是tick，就是调度的基本单位，而不是毫秒。

使用方式：

while(1)
{
    //执行操作...
    vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);//1000ms后重新执行操作
    // or
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}

FreeRTOS的gettimeofday平替

gettimeofday介绍

#include<sys/time.h>

int gettimeofday(struct  timeval *tv,struct  timezone *tz )

在Linux平台上，使用函数该函数来得到精确时间。将得到的结果放入 struct timeval *tv 中，其结构为：

struct  timeval{
       long  tv_sec;      // 秒
       long  tv_usec;    // 微秒
}；

然而在FreeRTOS中并不提供该函数。

使用xTaskGetTickCount平替

 xTaskGetTickCount 函数返回的是当前系统的tick计数值，通过乘以 portTICK_PERIOD_MS （每个tick的毫秒数）可以得到以毫秒为单位的时间。

void getCurrentTime()
{
    TickType_t ticks = xTaskGetTickCount();
    uint32_t milliseconds = ticks * portTICK_PERIOD_MS;

    // 根据需要进行时间戳转换和处理
    // ...
    // 打印当前时间示例
    printf("Current Time: %lu ms\n", milliseconds);
}