【FreeRTOS】删除任务用遥控器控制音乐

参考《FreeRTOS入门与工程实践(基于DshanMCU-103).pdf》
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文章目录

1 任务的删除
2 Demo: 删除任务
3 优先级与阻塞改善播放效果
- 3.1 其他任务
- 3.2 改变优先级
4 Tick
5 修改优先级
- 5.1 获取优先级
- 5.2 设置优先级

1 任务的删除

删除任务时使用的函数如下：

void vTaskDelete( TaskHandle_t xTaskToDelete );

参数说明：

参数	描述
pvTaskCode	任务句柄，使用xTaskCreate创建任务时可以得到一个句柄。也可传入NULL，这表示删除自己。

怎么删除任务？举个不好的例子：

自杀：vTaskDelete(NULL)
被杀：别的任务执行vTaskDelete(pvTaskCode)，pvTaskCode是自己的句柄
杀人：执行vTaskDelete(pvTaskCode)，pvTaskCode是别的任务的句柄

2 Demo: 删除任务

代码为： 07_delete_task
功能为：当监测到遥控器的Power按键被按下后，删除音乐播放任务。

完整版代码如下：


while (1)
{
    /* 读取红外遥控器 */
    if (0 == IRReceiver_Read(&dev, &data))
    {		
        if (data == 0xa8) /* play */
        {
            /* 创建播放音乐的任务 */
          extern void PlayMusic(void *params);
          if (xSoundTaskHandle == NULL)
          {
                LCD_ClearLine(0, 0);
                LCD_PrintString(0, 0, "Create Task");
                ret = xTaskCreate(PlayMusic, "SoundTask", 128, NULL, osPriorityNormal, &xSoundTaskHandle);
          }
        }
        
        else if (data == 0xa2) /* power */
        {
            /* 删除播放音乐的任务 */
            if (xSoundTaskHandle != NULL)
            {
                LCD_ClearLine(0, 0);
                LCD_PrintString(0, 0, "Delete Task");
                vTaskDelete(xSoundTaskHandle);
                PassiveBuzzer_Control(0); /* 停止蜂鸣器 */
                xSoundTaskHandle = NULL;
            }
        }
    }
}

现在我们只保留一个默认的任务，修改默认的任务代码，代码如下：

void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */
    
    uint8_t dev, data;
    int len;
    
    BaseType_t ret; // long
    TaskHandle_t xSoundTaskHandle = NULL;           // 句柄 初始值是NULL	  
    
    LCD_Init();
    LCD_Clear();

    IRReceiver_Init();
    LCD_PrintString(0, 0, "Waiting Control");

    while (1)   // 在屏幕上输出接收到的键值
    {
        
        /* 读取红外遥控器 */
        if (0 == IRReceiver_Read(&dev, &data))
        {
            if (data == 0xA8)   /*play*/
            {
                /* 创建播放音乐的任务 */
                //这里需要判断是否多次按下播放按键，判断句柄是否等于NULL
                if (xSoundTaskHandle == NULL)   /* 句柄等于NULL，才来创建这个任务 */
                {
                    LCD_PrintString(0, 0, "Create Task");
                    ret = xTaskCreate(PlayMusic, "SoundTask", 128, NULL, osPriorityNormal, &xSoundTaskHandle);
                }
            }
            else if (data == 0xA2)
            {
                /* 删除播放音乐的任务 */
                if (xSoundTaskHandle != NULL)   //如果这个句柄xSoundTaskHandle != NULL，才会删除
                {
                    LCD_PrintString(0, 0, "Delete Task");
                    vTaskDelete(xSoundTaskHandle);
                    xSoundTaskHandle = NULL;    //删除完成，赋值NULL
                }
            }
        }
    }

  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

在这里插入图片描述
这样写代码出现了一个bug，遥控器不适配，并且删除任务的时候，蜂鸣器没有关闭，蜂鸣器一直鸣叫上一个音调~

现在来改进一下程序

清除打印信息

/**
  * @brief  Function implementing the defaultTask thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */
    
    uint8_t dev, data;
    int len;
    
    BaseType_t ret; // long
    TaskHandle_t xSoundTaskHandle = NULL;           // 句柄 初始值是NULL	  
    
    LCD_Init();
    LCD_Clear();

    IRReceiver_Init();
    LCD_PrintString(0, 0, "Waiting Control");

    while (1)   // 在屏幕上输出接收到的键值
    {
        
        /* 读取红外遥控器 */
        if (0 == IRReceiver_Read(&dev, &data))
        {
            if (data == 0x22)   /*play*/
            {
                /* 创建播放音乐的任务 */
                //这里需要判断是否多次按下播放按键，判断句柄是否等于NULL
                if (xSoundTaskHandle == NULL)   /* 句柄等于NULL，才来创建这个任务 */
                {
                    LCD_ClearLine(0, 0);    //清屏
                    LCD_PrintString(0, 0, "Create Task");
                    ret = xTaskCreate(PlayMusic, "SoundTask", 128, NULL, osPriorityNormal, &xSoundTaskHandle);
                }
            }
            else if (data == 0xA2)
            {
                /* 删除播放音乐的任务 */
                if (xSoundTaskHandle != NULL)   //如果这个句柄xSoundTaskHandle != NULL，才会删除
                {
                    LCD_ClearLine(0, 0);    //清屏
                    LCD_PrintString(0, 0, "Delete Task");
                    vTaskDelete(xSoundTaskHandle);
                    PassiveBuzzer_Control(0);   // Stop Buzzer 停止蜂鸣器
                    xSoundTaskHandle = NULL;    //删除完成，赋值NULL
                }
            }
            
            len = LCD_PrintString(0, 6, "Key name: ");
            LCD_PrintString(len, 6, IRReceiver_CodeToString(data));
        }
    }

  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

这样改进代码，播放效果好一点，能播放，能停止

但是这样频繁的创建任务和频繁的删除任务好吗？？？

每次创建都会动态分配内存，每次删除都会释放内存，这样操作容易造成内存的碎片，以后多次执行之后，可能就申请不到内存了

所以不能简单的清除一个任务，就不管后续的清理工作了

在这里插入图片描述

3 优先级与阻塞改善播放效果

学习视频：【FreeRTOS入门与工程实践 --由浅入深带你学习FreeRTOS（FreeRTOS教程基于STM32，以实际项目为导向）】【精准空降到 00:10】 https://www.bilibili.com/video/BV1Jw411i7Fz/?p=20&share_source=copy_web&vd_source=8af85e60c2df9af1f0fd23935753a933&t=10

保留所有任务，但是会提高音乐播放任务的优先级，并且延时函数使用vTaskDelay

现在先体验一把改变优先级和使用vTaskDelay的用法

在第7个程序07_delete_task的基础上 - 创建一个新的程序 08_task_priority

3.1 其他任务

打开程序，将创建光的任务取消注释，创建色的任务也取消注释

  xLightTaskHandle = xTaskCreateStatic(
            Led_Test,           //LED测试函数，PC13以500ms间隔亮灭一次
            "LightTask",        //光任务
            128,                //栈大小，这里提供了栈的大小（长度）
            NULL,               //无传入的参数
            osPriorityNormal,   //优先级默认
            g_pucStackOfLightTask,  // 静态分配的栈，一个buffer，这里只提供了首地址，长度就是栈的大小，最开始栈的类型不对，栈的类型uint32_t
            &g_TCBofLightTask       // 取址TCB
  );

  /* 创建任务：色 */ 
  xColorTaskHandle = xTaskCreateStatic(
            ColorLED_Test,           //LED测试函数，PC13以500ms间隔亮灭一次
            "ColorTask",        //光任务
            128,                //栈大小，这里提供了栈的大小（长度）
            NULL,               //无传入的参数
            osPriorityNormal,   //优先级默认
            g_pucStackOfColorTask,  // 静态分配的栈，一个buffer，这里只提供了首地址，长度就是栈的大小
            &g_TCBofColorTask       // 取址TCB
  );

句柄也要保留！

static StackType_t g_pucStackOfLightTask[128];  // 变量前缀的意思是 全局变量g 指针p uint8_t类型uc的StackOfLightTask 光任务的栈
StaticTask_t g_TCBofLightTask;                  // 光任务的TCB
static TaskHandle_t xLightTaskHandle;           // void *  在全局变量里记录句柄

static StackType_t g_pucStackOfColorTask[128];  // 变量前缀的意思是 全局变量g 指针p uint8_t类型uc的StackOfLightTask 色任务的栈
StaticTask_t g_TCBofColorTask;                  // 色任务的TCB
static TaskHandle_t xColorTaskHandle;           // void *  在全局变量里记录句柄

3.2 改变优先级

ret = xTaskCreate(PlayMusic, "SoundTask", 128, NULL, osPriorityNormal+1, &xSoundTaskHandle);

在创建播放音乐任务的时候修改优先级，注意是+1，不是-1
在这里插入图片描述

现在又出现了新的bug，按播放按键，创建一个音乐播放的任务完成后，全彩LED卡了，并且用按键删除音乐播放的操作失效了~

因为我们创建了一个高优先级的任务，里面一直在运行死循环，mdelay也是一个死循环，它不断读取时间，这个程序的优先级最高，独占了CPU，音乐播放效果非常好，没有以前的卡顿了

在这里插入图片描述

将mdelay函数换成vTaskDelay，主动放弃CPU，允许其他任务执行

/* USER CODE END PT */
/* Function definition -------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN FD */
/**
  * @Function name  MUSIC_Begin
  * @Introduce  		开始播放音乐						
  * @Return 				NULL
  */
void MUSIC_Analysis(void)
{
	uint16_t MusicBeatNum = ((((sizeof(Music_Lone_Brave))/2)/3)-1);
	
	uint16_t MusicSpeed = Music_Lone_Brave[0][2];
	for(uint16_t i = 1;i<=MusicBeatNum;i++){
		//BSP_Buzzer_SetFrequency(Tone_Index[Music_Lone_Brave[i][0]][Music_Lone_Brave[i][1]]);
		PassiveBuzzer_Set_Freq_Duty(Tone_Index[Music_Lone_Brave[i][0]][Music_Lone_Brave[i][1]], 50);    // 设置蜂鸣器频率，占空比50
		// HAL_Delay(MusicSpeed/Music_Lone_Brave[i][2]);
		// mdelay(MusicSpeed/Music_Lone_Brave[i][2]);  //Delay ms
        vTaskDelay(MusicSpeed/Music_Lone_Brave[i][2]);  //主动放弃CPU
	}![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/77a8a7dca2214120aa410c3f11b53278.gif)

}

现在可以同时运行这三个任务了，RGB灯缓慢变化，PC13间隔闪烁，遥控器也是可以创建播放任务和删除播放任务的~
非常nice！

在这里插入图片描述

4 Tick

对于同优先级的任务，它们“轮流”执行。怎么轮流？你执行一会，我执行一会。

"一会"怎么定义？

人有心跳，心跳间隔基本恒定。

FreeRTOS中也有心跳，它使用定时器产生固定间隔的中断。这叫Tick、滴答，比如每10ms发生一次时钟中断。

如下图所示：

假设t1、t2、t3发生时钟中断
两次中断之间的时间被称为时间片(time slice、tick period)
时间片的长度由configTICK_RATE_HZ 决定，假设configTICK_RATE_HZ为100，那么时间片长度就是10ms

相同优先级的任务怎么切换呢？请看下图：

任务2从t1执行到t2
在t2发生tick中断，进入tick中断处理函数：
- 选择下一个要运行的任务
- 执行完中断处理函数后，切换到新的任务：任务1
任务1从t2执行到t3
从图中可以看出，任务运行的时间并不是严格从t1,t2,t3哪里开始

在这里插入图片描述

有了Tick的概念后，我们就可以使用Tick来衡量时间了，比如：

vTaskDelay(2);  // 等待2个Tick，假设configTICK_RATE_HZ=100, Tick周期时10ms, 等待20ms

// 还可以使用pdMS_TO_TICKS宏把ms转换为tick
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));	 // 等待100ms

注意，基于Tick实现的延时并不精确，比如vTaskDelay(2)的本意是延迟2个Tick周期，有可能经过1个Tick多一点就返回了。如下图：

在这里插入图片描述

使用vTaskDelay函数时，建议以ms为单位，使用pdMS_TO_TICKS把时间转换为Tick。

这样的代码就与configTICK_RATE_HZ无关，即使配置项configTICK_RATE_HZ改变了，我们也不用去修改代码。

5 修改优先级

5.1 获取优先级

使用uxTaskPriorityGet来获得任务的优先级：

UBaseType_t uxTaskPriorityGet( const TaskHandle_t xTask );

使用参数xTask来指定任务，设置为NULL表示获取自己的优先级。

5.2 设置优先级

使用vTaskPrioritySet 来设置任务的优先级：

void vTaskPrioritySet( TaskHandle_t xTask,
                       UBaseType_t uxNewPriority );

使用参数xTask来指定任务，设置为NULL表示获取自己的优先级。

使用vTaskPrioritySet 来设置任务的优先级：

void vTaskPrioritySet( TaskHandle_t xTask,
                       UBaseType_t uxNewPriority );

使用参数xTask来指定任务，设置为NULL表示设置自己的优先级；

参数uxNewPriority表示新的优先级，取值范围是0~(configMAX_PRIORITIES – 1)。