【FreeRTOS】vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()区别

待我称王封你为后i 2024-03-17 20:32 61阅读 0赞

> 当我们开发嵌入式系统时，经常需要在任务执行过程中添加延时。FreeRTOS提供了两个常用的任务延时函数：vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()。它们在实现延时功能上有一些区别，本文将详细介绍这两个函数的特点和用法。

**目录**

1. vTaskDelay()

2. vTaskDelayUntil()

此外，我们也可以额外了解一下freertos里面任务的四种状态：

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## 1. vTaskDelay() ##

vTaskDelay()是FreeRTOS中的相对延时函数，它可以让当前任务进入阻塞状态，在指定的时间后重新激活任务。vTaskDelay()的原型如下：

void vTaskDelay(TickType_t xTicksToDelay);

参数xTicksToDelay表示延时的时钟周期数，一般以**tick**为单位。tick是FreeRTOS内核的时间单位，默认情况下为系统时钟的一部分。我们可以通过**configTICK\_RATE\_HZ**配置内核时钟周期。例如，如果内核时钟为1kHz，那么1 tick对应的时间为1ms。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用vTaskDelay()延时500ms：

void vTaskDelayExampleTask(void *pvParameters)
       {
           while(1)
           {
               // 任务逻辑
               vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500)); // 延时500ms
           }
       }

在此示例中，任务将执行自己的逻辑，并在每次循环结束时调用vTaskDelay()以实现500ms的延时。vTaskDelay()的调用会将任务置于阻塞状态，在延时结束后会重新激活任务，使其可以继续执行下一次循环。

值得注意的是，vTaskDelay()的延时时间是**相对的**，它不会考虑实际时间的流逝，而是仅仅通过tick数来计算延时持续的时间。

### 2. vTaskDelayUntil() ###

vTaskDelayUntil()是FreeRTOS中的绝对延时函数，它允许任务在指定的绝对时间再次激活。vTaskDelayUntil()的原型如下：

void vTaskDelayUntil(TickType_t *pxPreviousWakeTime, TickType_t xTimeIncrement);

参数pxPreviousWakeTime指向一个变量，用于存储上次任务唤醒的时刻。xTimeIncrement表示每次任务唤醒后，需要延时的时间。通常，我们使用TickType\_t类型来表示时刻，这是一个32位或16位的无符号整数类型。  
下面是一个示例代码，展示了如何使用vTaskDelayUntil()实现周期性任务：

void vPeriodicTask(void *pvParameters)
       {
           TickType_t xLastWakeTime;
           const TickType_t xFrequency = pdMS_TO_TICKS(1000); // 周期1秒
    
           // 初始化上次唤醒时刻
           xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
    
           while(1)
           {
               // 任务逻辑
    
               vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xFrequency); // 周期性唤醒
           }
       }

在这个示例中，任务会按照1秒的周期运行。在任务的每次循环中，我们使用vTaskDelayUntil()函数来实现周期性唤醒。该函数会将任务置于阻塞状态，直到下一个周期开始。

与vTaskDelay()不同的是，vTaskDelayUntil()是基于实际时间的延时机制。它会考虑任务的唤醒时刻，以及每次唤醒后需要延时的时间。

综上所述，vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()是FreeRTOS中常用的任务延时函数。它们分别提供了**相对延时和绝对延时**的能力，可以根据实际需求选择适当的函数来实现任务的延时操作。在使用这两个函数时，我们需要在使用这两个函数时，需要考虑一些注意事项：

1. **任务优先级和调度策略**：vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()都会阻塞当前任务的执行，让其他任务有机会执行。因此，在使用这两个函数时，需要考虑任务的优先级和调度策略。确保高优先级的任务能及时得到执行。

2. **延时精度**：使用vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()进行延时操作时，应该注意系统时钟的精度。系统时钟的精度越高，延时的精确度越好。如果需要更精确的延时，可以使用更高精度的时钟源或者其他定时器。

3. **系统中断处理**：在进行任务延时时，要确保系统的中断处理不会影响延时功能的正常运行。一些中断可能会打断任务的延时操作，需要根据实际情况进行适当的处理和配置，以确保延时操作的准确性。

总结起来，vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()是FreeRTOS中用于任务延时的两个函数。**vTaskDelay()是相对延时函数**，适合需要固定时间间隔的延时操作；**vTaskDelayUntil()是绝对延时函数，**适合实现周期性的延时操作。在使用这两个函数时，需要根据实际需求和系统特性选择适当的函数，并注意任务的优先级、调度策略、延时精度以及系统中断处理等因素。这样才能确保系统的正常运行和延时功能的准确性。

### **此外，我们也可以额外了解一下freertos里面任务的四种状态：** ###

1. **就绪状态**（Ready）：任务已经创建，并且已经准备好执行，但是还没有被调度器选中执行。

2. **运行状态**（Running）：任务正在执行。

3. **阻塞状态**（Blocked）：任务由于某种原因无法继续执行，例如等待某个事件发生、等待某个资源释放等。

4. **挂起状态**（Suspended）：任务被显式地挂起，不再参与调度，直到被恢复为就绪状态。

**四种状态之间的转化关系是：**

1. 就绪状态（Ready）可以转化为运行状态（Running），当调度器选中该任务并开始执行时。

2. 运行状态（Running）可以转化为阻塞状态（Blocked），当任务需要等待某个事件发生或等待某个资源释放时，任务会主动放弃CPU的使用权，进入阻塞状态。

3. 阻塞状态（Blocked）可以转化为就绪状态（Ready），当任务等待的事件发生或资源释放时，任务会被移出阻塞状态，重新进入就绪状态，等待调度器选中执行。

4. 就绪状态（Ready）可以转化为挂起状态（Suspended），当任务被显式地挂起时，任务不再参与调度，进入挂起状态。

5. 挂起状态（Suspended）可以转化为就绪状态（Ready），当任务被恢复为就绪状态时，任务重新参与调度，等待调度器选中执行。

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