【STM32】FreeRTOS 任务的创建（二）

这篇文章在于 详细解释 FreeRTOS 中任务的创建过程，包括任务创建的本质过程、API 详解、两种创建方式（动态/静态）、任务函数规范、常见错误及实践建议。

这里参照：RTOS官方文档：https://www.freertos.org/zh-cn-cmn-s/Documentation/02-Kernel/04-API-references/01-Task-creation/01-xTaskCreate

FreeRTOS 的“任务”

在 FreeRTOS 中，每个任务（Task）就是一个可以独立运行的“线程”或“执行单元”，具有：

自己的函数入口（任务函数）
独立的堆栈空间
独立的上下文（CPU 寄存器、程序计数器）

FreeRTOS 通过任务调度器（Scheduler）来在这些任务之间切换执行权，实现 “多任务并发”。

创建任务的方式

动态创建任务（最常用）（上述官网链接）

xTaskCreate() 是 FreeRTOS 中最常用的任务创建函数，适合一般嵌入式系统中动态创建任务，使用时需合理配置堆大小和任务优先级，确保系统资源充足。

使用 API 函数：xTaskCreate()

BaseType_t xTaskCreate(
    TaskFunction_t pvTaskCode,
    const char * const pcName,
    const configSTACK_DEPTH_TYPE uxStackDepth,
    void *pvParameters,
    UBaseType_t uxPriority,
    TaskHandle_t *pxCreatedTask
);

参数说明：
pvTaskCode			任务入口函数（必须是 void func(void *pvParameters) 形式）
pcName				任务名（调试用途）
uxStackDepth		堆栈大小（单位是“字”，不是字节） STM32 上 1 word = 4 字节
pvParameters		创建任务时传入的参数指针
uxPriority			任务优先级（0 ~ configMAX_PRIORITIES - 1）
pxCreatedTask		任务句柄的地址（可为 NULL）

返回值：
pdPASS：创建成功
errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY：内存不足，任务创建失败

由于官方文档里的链接内容过于理论化，不易理解，这里用大白话翻译一下：

xTaskCreate() 函数详解：

功能说明：
用于创建一个新的任务并将其加入到就绪列表中。
必须启用 FreeRTOSConfig.h 中的宏：

#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1

使用动态内存分配方式从 FreeRTOS 的堆中分配 任务堆栈 和 任务控制块。

使用注意事项：

1. 堆栈大小单位是“字”（word）
   • 在 Cortex-M3/M4 中，1 word = 4 字节
     所以 128 表示 512 字节堆栈空间
2. 任务函数不能 return
   • 必须是一个无限循环 for(;;) 或 while(1){}
   • 若任务要结束，需使用 vTaskDelete(NULL)
3. pvParameters 传参要小心生命周期
   • 不要传局部变量地址
   • 可以传入静态变量或常量值
4. 优先级不能超过 configMAX_PRIORITIES - 1
   • 否则调度器行为不确定
   • 建议使用 tskIDLE_PRIORITY + x 这种写法

完整的任务创建示例

/**
  ******************************************************************************
  * @file    Project/STM32F10x_StdPeriph_Template/main.c 
  * @author  MCD Application Team
  * @version V3.5.0
  * @date    08-April-2011
  * @brief   Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS
  * WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE
  * TIME. AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY
  * DIRECT, INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING
  * FROM THE CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE
  * CODING INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS.
  *
  * <h2><center>&copy; COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics</center></h2>
  ******************************************************************************
  */  

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h" 
#include <stdio.h>
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "usart.h"	
#include "gpio.h"



//------------------------- start_task --------------------------------------------//
void 			start_task(void *pvParameters);			//任务函数入口
TaskHandle_t StartTask_Handler;							//任务句柄	_任务身份证_每个任务都有独立的任务
#define 	START_STK_SIZE  64							//任务堆栈大小
#define 	START_TASK_PRO	1							//任务优先级
//-----------------------------------------------------------------------

//在主函数中创建任务	
void Start()
{
//------------------------- start_task --------------------------------------------//
	//初始化函数
		xTaskCreate((TaskFunction_t) 	start_task,							//任务函数入口
								(const char *	 )  "start_task",			//任务函数名称
								(uint16_t      ) 	START_STK_SIZE,			//任务堆栈大小
								(void *    	   )  NULL,						//任务参数入口
								(UBaseType_t 	 )  START_TASK_PRO,			//任务优先级
								(TaskHandle_t *) 	StartTask_Handler );    //任务句柄
				

	 vTaskStartScheduler(); 	//开启任务调度器
}



int main(void)
{
		NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );		//RTOS需要将中断优先级分组分配到第四组
		usart_init(115200);
		MX_GPIO_Init();
	
	
		printf("Create Task! \r\n");

		Start();
	
	  while(1)		// 不会执行到这里
	  {
	  }
	
}

//任务函数（必须是无限循环）
void start_task(void *pvParameters) 			//任务函数入口
{
		printf("start Task Run! \r\n");

		while(1)
		{
			GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_7, Bit_RESET);  //绿灯闪烁
			vTaskDelay(500);
			GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_7, Bit_SET); 	  //绿灯关闭
			vTaskDelay(500);
			
			vTaskDelay(10);
		}
}



/******************* (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics *****END OF FILE****/

FreeRTOS 中，任务是最基本的执行单元。你可以通过 xTaskCreate() 或 xTaskCreateStatic() 创建任务，并通过调度器进行任务切换，从而实现多任务并发执行。任务函数必须是无限循环，并适当使用延时函数避免占用 CPU。

静态创建任务（更可控） （不详细介绍，较少使用）

使用 API 函数：xTaskCreateStatic()

TaskHandle_t xTaskCreateStatic(
    TaskFunction_t pvTaskCode,
    const char * const pcName,
    const uint32_t ulStackDepth,
    void *pvParameters,
    UBaseType_t uxPriority,
    StackType_t *puxStackBuffer,
    StaticTask_t *pxTaskBuffer
);

用户自己提供堆栈数组 + TCB 缓存
更适合内存受限嵌入式场景
不依赖 FreeRTOS 的堆（heap_4.c）

动态 vs 静态任务创建对比：

最后，解释一下任务句柄的用途：任务句柄 类似于每个任务的身份证，每个任务都有独立的任务句柄标识。

创建任务时可以返回任务句柄（TaskHandle_t），用于：

• 删除任务：vTaskDelete(xHandle);
• 挂起任务：vTaskSuspend(xHandle);
• 恢复任务：vTaskResume(xHandle);
• 获取任务状态：eTaskGetState(xHandle);

以上，便是 FreeRTOS 任务的创建。

以上，欢迎有从事同行业的电子信息工程、互联网通信、嵌入式开发的朋友共同探讨与提问，我可以提供实战演示或模板库。希望内容能够对你产生帮助！