当前位置：首页 > news >正文

第三章拼凑内核(3) -- 软件定时器解析

news 2026/6/21 17:00:14

前言

这篇文章的内容是关于软件定时器的解析分析。解析每个源码的时候，就只有2个方向

数据结构
程序运行逻辑

其实不存在严格先后顺序，了解数据结构才能容易理解程序是如何运行的；而不了解程序逻辑只看数据结构就像在看天书一样。

那就让我们来慢慢解析FreeRTOS中的软件定时器组件

软件定时器简介

在具体解析前，我们要先预设一些知识背景，能很好的过渡到数据结构和程序逻辑。

软件定时器管理

软件定时器也是通过列表管理的，所以软件定时器就存在软件定时器活动列表，进行所有定时器的管理

那对于软件定时器本身呢，要被列表管理，说明其内嵌了列表项，才能被列表管理。

同时软件定时器分为:

一次性定时器: 只执行一次后，就自动销毁
周期性定时器：周期性时间性执行，不自动销毁

不论周期或者一次性的定时器，时间到了。都要执行一些事情，这个事情的处理就是一个函数，那也就说明想要回调函数指针了。

对于定时器的开始，不是说创建好一个定时器后就自动开始的，定时器的启动需要"命令"驱动，而对于实际场景，可能一次性好几个定时器开启，对于这些消息定时器任务使用队列进行消息缓冲，实现异步处理

如何实现

软件定时器不是什么一个很新的东西，但是使用的也是很频繁的。

软件定时器是基于一个软件定时器任务来实现的，它的"地基"是任务、队列、列表，而它的功能都是基于这以条件搭建起来的。

创建的新定时器放入定时器列表中管理
定时器命令传入通过队列接收
软件定时器任务处理:定时器装载、回调函数处理、时间判断

这就是软件定时器在运行过程中的地基，也就是软件定时器任务运行的图例。有了这幅图我们就能清楚的知道，软件定时器不断运行的背后存在着什么

软件定时器解析

数据结构

typedef struct tmrTimerControl { const char *pcTimerName; //定时器名 ListItem_t xTimerListItem; //定时器列表 TickType_t xTimerPeriodInTicks; //定时器周期 UBaseType_t uxAutoReload; //定时器自动重装 void *pvTimerID; //定时器ID TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction; //定时器函数 } xTIMER;

又来到枯燥的数据结构环节

定时器名：定时器使用列表管理，所以定时器中会存在一个定时器列表项
定时器列表项
定时器周期时间：定时器存在周期使用或者一次性使用，所以就有一个"我要多久的周期运行定时器或者多久之后只运行一次定时器"
定时器自动重装：周期运行的需要自动重装，而一次性的不用
定时器ID：用于区分不同定时器
回调函数：需要运行的程序逻辑

这些数据结构和我们的图例是相呼应的

主要程序逻辑

主要的程序逻辑有3方面

定时器任务

static void prvTimerTask( void *pvParameters ) //定时器任务函数

对于定时器任务前面也有简介，记住图例会更容易去理解

看看定时器列表中有没有定时器
有定时器到期就运行，并且进行重装，没有定时器或者时间未到就阻塞
定时器消息队列命令处理

定时器创建

TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, const TickType_t xTimerPeriodInTicks, const UBaseType_t uxAutoReload, void * const pvTimerID, TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction )

对于定时器的创建就比较简单了，主要就是定时器数据结构的初始化和将定时器放入列表中

定时器命令

BaseType_t xTimerGenericCommand( TimerHandle_t xTimer, const BaseType_t xCommandID, const TickType_t xOptionalValue, BaseType_t * const pxHigherPriorityTaskWoken, const TickType_t xTicksToWait ) //定时器命令

定时器命令也是在操作定时器队列，唯一要注意的点是队列元素是自定义的消息格式

定时器队列消息

typedef struct tmrTimerQueueMessage { BaseType_t xMessageID; union { TimerParameter_t xTimerParameters; #if ( INCLUDE_xTimerPendFunctionCall == 1 ) CallbackParameters_t xCallbackParameters; #endif } u; } DaemonTaskMessage_t;

包含定时器ID和参数信息，这就是定时器队列的元素。