2. 多任务并发执行

任务目标

在RTOS中创建两个独立任务，分别控制两个LED以不同频率闪烁（LED1为1Hz，LED2为2Hz），通过实际运行观察两个任务交替占用CPU，理解RTOS的抢占式调度与并发执行机制。

硬件与依赖

• 开发板：STM32F407（含两个板载LED，分别接PD12、PD13）
• RTOS：FreeRTOS V10.4.6（已移植至工程）
• 编译器：arm-none-eabi-gcc 或 Keil MDK

核心代码

/* main.c - FreeRTOS双LED闪烁示例 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

/* 任务函数声明 */
void vLED1Task(void *pvParameters);
void vLED2Task(void *pvParameters);

/* 任务句柄（可选，用于调试/删除） */
TaskHandle_t xLED1TaskHandle = NULL;
TaskHandle_t xLED2TaskHandle = NULL;

int main(void)
{
    HAL_Init();
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

    /* 配置PD12、PD13为推挽输出 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

    /* 初始状态：两个LED均熄灭 */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);

    /* 创建两个任务，优先级相同（抢占式调度） */
    xTaskCreate(vLED1Task, "LED1", 128, NULL, 1, &xLED1TaskHandle);
    xTaskCreate(vLED2Task, "LED2", 128, NULL, 1, &xLED2TaskHandle);

    /* 启动调度器 */
    vTaskStartScheduler();

    /* 正常不会执行到这里 */
    while (1) {}
}

/* LED1任务：1Hz闪烁（500ms翻转一次） */
void vLED1Task(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;
    for (;;)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_12);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));  /* 延时500ms */
    }
}

/* LED2任务：2Hz闪烁（250ms翻转一次） */
void vLED2Task(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;
    for (;;)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_13);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(250));  /* 延时250ms */
    }
}

运行与验证

1. 将上述代码加入已有FreeRTOS工程（需包含HAL驱动库和FreeRTOS内核源文件）。
2. 编译并烧录至STM32F407开发板。
3. 观察两个LED的闪烁行为：

通过判定标准：两个LED同时独立闪烁，且频率符合上表。若用示波器测量PD12和PD13引脚，可见两路方波频率分别为1Hz和2Hz，相位无固定关系——这证明两个任务在RTOS调度下并发执行，而非顺序轮流完成整个循环。

关键说明

• 两个任务优先级相同（均为1），FreeRTOS使用时间片轮转调度，每个任务运行一个时间片（默认1ms）后切换，宏观上呈现“同时运行”效果。
• vTaskDelay()使任务主动释放CPU进入阻塞态，调度器在延时结束后将任务移回就绪态。这是RTOS任务间共享CPU的基本机制。
• 若将两个任务优先级设为不同值（如LED1为2、LED2为1），高优先级任务将抢占低优先级任务，LED2只有在LED1阻塞时才能运行——可自行修改优先级对比观察调度差异。