📚 课程目录第1章创建第一个RTOS任务

1. 创建第一个RTOS任务

任务目标

在STM32裸机工程基础上，集成FreeRTOS并创建第一个任务：控制板载LED以500ms间隔闪烁。通过该案例掌握xTaskCreate()任务创建、vTaskStartScheduler()启动调度器以及vTaskDelay()延时函数的核心用法。

环境与依赖

硬件：任意STM32开发板（以STM32F103C8T6为例），板载LED接PC13
软件：STM32CubeIDE 或 Keil MDK-ARM
FreeRTOS版本：V10.4.6+（本案例使用CMSIS-OS v1封装层，也可直接使用原生API）
需提前完成：STM32基础时钟配置（72MHz）、GPIO驱动（LED引脚已初始化为推挽输出）

完整代码实现

以下代码为最小可复现的FreeRTOS任务创建与调度示例，直接替换main.c中对应部分即可：

/* main.c - FreeRTOS第一个任务：LED闪烁 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"

/* 任务函数声明 */
void vLEDTask(void *pvParameters);

/* 任务句柄（可留空，用于任务管理） */
TaskHandle_t xLEDTaskHandle = NULL;

/* 硬件初始化（由CubeMX生成，此处仅保留调用） */
void SystemClock_Config(void);   /* CubeMX生成：72MHz时钟 */
static void MX_GPIO_Init(void);  /* CubeMX生成：PC13推挽输出 */

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();

    /* 创建LED任务：优先级1，栈大小128字（512字节） */
    xTaskCreate(vLEDTask, "LED", 128, NULL, 1, &xLEDTaskHandle);

    /* 启动调度器（不会返回） */
    vTaskStartScheduler();

    /* 调度器启动失败才会到达此处 */
    while (1) { }
}

/* LED闪烁任务：每500ms翻转一次电平 */
void vLEDTask(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;  /* 未使用参数，消除编译警告 */

    for (;;)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));  /* 延时500ms，任务进入阻塞态 */
    }
}

关键配置说明

FreeRTOSConfig.h：需确保configUSE_PREEMPTION为1（抢占式调度），configTICK_RATE_HZ设为1000（1ms时基），configMINIMAL_STACK_SIZE不小于128。
中断优先级：若使用CubeMX生成，需在HAL_Init()后调用HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4)，且FreeRTOS管理的中断优先级不得高于configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY（默认5）。
堆大小：configTOTAL_HEAP_SIZE建议设为4096字节以上，本任务实际占用约200字节堆空间。

运行与验证

编译下载：将上述代码编译后通过ST-Link烧录至开发板。
观察现象：板载LED应以约1Hz频率（每500ms翻转一次）持续闪烁。
验证调度器运行：在vLEDTask中设置断点，全速运行后暂停，若PC指针停在任务函数内且调用栈显示vPortSVCHandler或xPortPendSVHandler，说明任务已被调度执行。
通过条件：LED闪烁周期稳定在1秒（亮500ms灭500ms），且系统不进入HardFault。

常见问题排查

LED不闪烁：检查MX_GPIO_Init()是否正确配置PC13为输出；确认vTaskStartScheduler()未被优化器跳过。
编译报错：确认FreeRTOS源码路径已添加，且FreeRTOSConfig.h位于头文件搜索路径中。
任务未执行：检查configTOTAL_HEAP_SIZE是否足够（建议≥2048）；确认xTaskCreate返回值是否为pdPASS（可在创建后添加断言）。

本案例中LED任务在运行态与阻塞态间循环切换：调用vTaskDelay()后任务进入阻塞态并让出CPU，延时到期后由tick中断将其移回就绪态，调度器再次选择该任务进入运行态。整个过程无需用户手动管理寄存器或中断，体现了RTOS任务调度的核心机制。