stm32 freertos 学习尚硅谷 第 2 章FreeRTOS基础知识
多任务处理
单核处理器一次只能执行一项任务。 多任务操作系统可以通过任务之间的快速切换制造并发执行的假象
任务调度
操作系统中任务调度器的责任就是决定在某一时刻要执行哪个任务。调度器是内核中负责决定在任何特定时间应执行哪些任务的部分。内核可以在任务生命周期内多次挂起并且稍后恢复一个任务
任务状态
运行态：只有一个,
就绪态：没有任务,唯一可以直接到运行的状态
阻塞态：等待延时,外部事件
挂起态：vTaskSuspend() 进入挂起态
FreeRTOS 任务有两个很常用的 “不运行” 状态，都依赖滴答计时：
休眠（Suspended）
任务主动说：过多久再叫醒我，时间没到绝不运行。
阻塞（Blocked）
任务在等某个事件（消息、信号量、中断等），同时说：我最多等多久，超时了就不等了。
“什么时候恢复运行”。
xTickCount（滴答计数器）
一个硬件定时器周期性产生中断 → 滴答中断（Tick ISR）
每进一次中断，xTickCount + 1
这个计数就是 FreeRTOS 的系统时间
举例：
滴答频率 1kHz → 1ms 加 1
滴答频率 100Hz → 10ms 加
任务上下文是什么？
任务运行时必须用到的 CPU 资源叫上下文：
“现场”
CPU 寄存器（运算、地址、状态等）
任务堆栈
当前执行到哪一行代码
上下文切换
- 切出 TaskA：把 CPU 寄存器里的值，存到 TaskA 的堆栈
- 切入 TaskB：把 TaskB 堆栈里保存的值，恢复回 CPU 寄存器
FreeRTOS 不是随时切换，而是在固定时机触发：
1. 最常见：系统滴答中断（Tick ISR）
每次心跳：
检查延时任务是否唤醒
检查是否有更高优先级任务就绪
需要切换 → 标记触发 PendSV
2. 任务主动让出
任务调用 vTaskDelay
任务等待信号量 / 队列
任务运行完毕主动退出
都会主动请求切换
3. 高优先级任务就绪抢占
低优先级任务正在运行
突然来了更高优先级任务 → 立刻触发切换
真正切换 = 在 PendSV 中断服务函数里做
所有上下文切换代码，都在 PendSV_Handler () 里执行
为什么用 PendSV？（核心优势）
可以软件手动触发（想切就切）
可以设置为最低中断优先级
不会打断其他重要中断
所有中断执行完，最后才做任务切换
怎么触发 PendSV？
向中断寄存器 ICSR 的 bit28 写 1
→ 挂起 PendSV 中断
→ 等所有高优先级中断执行完
→ PendSV 运行 → 执行上下文切换
PendSV 设为 最低优先级，不影响重要中断
触发方式：置位 ICSR 的 bit28
触发时机：滴答中断、任务主动让出、高优先级抢
滴答中断、串口中断、定时器中断这种硬件中断，优先级通常很高
FreeRTOS 强制把 PendSV 设为最低中断优先级
所有硬件中断都执行完了 → 最后才轮到 PendSV 做任务切换
PendSV 可以软件手动触发
想切换任务时，只要写一个寄存器位，就能触发 PendSV
向 ICSR 寄存器的 bit28 写 1
SCB->ICSR |= SCB_ICSR_PENDSVSET_Msk;
挂起 PendSV → 等所有高优先级中断执行完 → 自动进入 PendSV_Handler
PendSV 是什么？
Cortex‑M 为 RTOS 设计的、可软件触发的、最低优先级中断。
PendSV 用来干嘛？
专门执行 FreeRTOS 的上下文切换。
为什么要用它？
不干扰高优先级中断，保证系统实时性，让任务切换安全、延后、统一执行。
总结：
PendSV = FreeRTOS 的任务切换工人，永远等所有紧急中断干完，才最后出来做上下文切换。