STM32单片机FreeRTOS移植与任务通信实战 - 第3节

任务控制块：任务的身份证

说到任务创建，我第一个想聊的就是任务控制块（TCB）。你想想看，系统里跑着好几个任务，FreeRTOS 怎么知道谁是谁？谁在运行、谁在睡觉、谁在等资源？

说白了，每个任务都有一个专属的「身份证」——TCB。它是一个结构体，存着任务的所有关键信息。

我在项目里就吃过亏。有一次任务莫名其妙不跑了，查了半天才发现是 TCB 被意外覆盖了。从那以后，我每次创建任务都会先检查 TCB 内存是否够用。

任务堆栈：每个任务的小仓库

每个任务都有自己的堆栈，用来存局部变量、函数调用信息、中断现场。这个堆栈大小怎么定？

我个人的习惯是：先给一个保守值，比如 128 字（注意是字，不是字节）。跑起来后用 uxTaskGetStackHighWaterMark() 看剩余量，再调整。

任务优先级：谁说了算

FreeRTOS 支持抢占式调度。优先级高的任务，只要就绪了，就能把低优先级的踢出去。

优先级范围是 0 到 configMAX_PRIORITIES - 1。数值越大，优先级越高。

优先级	典型用途	说明
0	空闲任务	系统自动创建，最低优先级
1-2	后台任务	数据记录、状态检测
3-4	普通任务	用户交互、数据处理
5-6	实时任务	传感器读取、控制算法
7	紧急任务	故障处理、安全保护

我踩过一个坑：把两个任务设成相同优先级，结果它们轮流跑，但有一个任务总抢不到 CPU。后来发现是时间片轮转没开。记住，同优先级任务默认是协作式调度，得靠 configUSE_TIME_SLICING 开启时间片。

xTaskCreate() API 详解

这是创建任务的核心函数。我把它拆开揉碎了讲。

BaseType_t xTaskCreate(
    TaskFunction_t pvTaskCode,      // 任务函数指针
    const char * const pcName,      // 任务名称（调试用）
    configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth, // 堆栈深度（单位：字）
    void *pvParameters,             // 任务参数
    UBaseType_t uxPriority,         // 任务优先级
    TaskHandle_t *pxCreatedTask     // 任务句柄（输出）
);

参数逐个说

• pvTaskCode：任务函数名。函数必须是 void vTaskFunction(void *pvParameters) 这种形式，里面要有死循环。
• pcName：名字随便起，但别太长。调试时用 vTaskList() 能看到它。
• usStackDepth：堆栈大小，单位是字。STM32 一个字是 4 字节。比如 128 字 = 512 字节。
• pvParameters：传给任务函数的参数。可以传数字、指针、结构体地址。
• uxPriority：优先级，0 最低。
• pxCreatedTask：返回的任务句柄，以后可以用它来删除、挂起任务。

实战代码示例

TaskHandle_t xLEDTaskHandle = NULL;

void vLEDTask(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;  // 参数未使用，避免警告
    
    while(1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}

void vCreateTasks(void)
{
    BaseType_t xReturned;
    
    xReturned = xTaskCreate(
        vLEDTask,           // 任务函数
        "LED",              // 任务名称
        128,                // 堆栈大小（128字 = 512字节）
        NULL,               // 无参数
        2,                  // 优先级 2
        &xLEDTaskHandle     // 任务句柄
    );
    
    if(xReturned != pdPASS)
    {
        // 创建失败，处理错误
        Error_Handler();
    }
}

这段代码我用了无数次。注意 vTaskDelay 用的是 pdMS_TO_TICKS 宏，把毫秒转成系统节拍。我刚开始写的时候直接写 vTaskDelay(500)，结果任务跑得飞快——因为 500 个节拍在 1ms 节拍下才 0.5 秒。

任务创建流程全景图

下面这张图把整个流程串起来了。从调用 xTaskCreate 开始，到任务真正跑起来，每一步都清楚。

看到没？整个流程就是：调用函数 → 分配内存 → 初始化 → 加入调度队列。每一步都可能失败，所以检查返回值真的很重要。

避坑指南

嗯，任务创建这块就这些。TCB 是身份证，堆栈是工作台，优先级是话语权。xTaskCreate 就是把这三样东西打包好，交给调度器去管理。