企业官网建设流程全解析

目录

一：vTaskGetRunTimeStats() — 任务运行时间统计

1：函数原型

2：需要的三个宏（缺一不可）

3：输出格式

4：跟 uxTaskGetSystemState() 的关系

5：时基定时器的要求

6：跟昨天学的 API 对比：

二：最终改动清单 — rtos\8\ 任务运行时间统计实验

TIM6.h

TIM6.c

stm32f4xx_it.c

FreeRTOSConfig.h

main.c

freertos_demo.c — 整个文件重写

Key.c

完整中断链路

跟正点代码的对比

三：rtos\8 任务运行时间轴

启动阶段

start_task（优先级 1，活不过 1ms）

稳态运行（无限循环）

CPU 占用占比（为什么 IDLE 是 99%）

按下 KEY1 那一刻

一：vTaskGetRunTimeStats()— 任务运行时间统计

1：函数原型

void vTaskGetRunTimeStats( char *pcWriteBuffer );

返值：无。数据写入pcWriteBuffer。

2：需要的三个宏（缺一不可）

3：输出格式

Task Abs Time % Time task2 12345 48% task1 10000 39% IDLE 3333 13% start_task 0 <1%

4：跟uxTaskGetSystemState()的关系

vTaskGetRunTimeStats内部就是调了uxTaskGetSystemState()，然后把它返回的ulRunTimeCounter字段格式化成表格。核心逻辑（源码 tasks.c）：

// 简化版内部实现 void vTaskGetRunTimeStats(char *pcWriteBuffer) { TaskStatus_t *pxTaskStatusArray; UBaseType_t uxArraySize; uint32_t ulTotalRunTime; ​ uxArraySize = uxTaskGetNumberOfTasks(); pxTaskStatusArray = pvPortMalloc(uxArraySize * sizeof(TaskStatus_t)); ​ if (pxTaskStatusArray != NULL) { // ★ uxTaskGetSystemState 第三个参数传 &ulTotalRunTime（不是 NULL 了！） uxArraySize = uxTaskGetSystemState(pxTaskStatusArray, uxArraySize, &ulTotalRunTime); ​ // 用 sprintf 格式化每个任务的百分比 for (x = 0; x < uxArraySize; x++) { ulStatsAsPercentage = pxTaskStatusArray[x].ulRunTimeCounter / ulTotalRunTime; sprintf(pcWriteBuffer, "%s\t\t%lu\t\t%lu%%\r\n", ...); } ​ vPortFree(pxTaskStatusArray); } }

5：时基定时器的要求

计时精度需高于系统时钟节拍精度的10 至 100 倍

我们 SysTick 是 1ms（1KHz），所以时基定时器至少10KHz ~ 100KHz。比如用 TIM6 配 10KHz = 0.1ms 精度。

6：跟昨天学的 API 对比：

二：最终改动清单 — rtos\8\ 任务运行时间统计实验

TIM6.h

TIM6.c

stm32f4xx_it.c

FreeRTOSConfig.h

portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() 这是一个 初始化函数宏。 当 FreeRTOS 启动调度器（vTaskStartScheduler()）时，会自动调用这个宏。 它的职责是： 👉 初始化一个高精度定时器（这里是 TIM6），为任务时间统计做准备。 你需要在 ConfigureTimeForRunTimeStats() 里做什么？ 通常需要完成以下几件事： 开启 TIM6 时钟 配置 TIM6 的预分频（PSC），让计数频率 远高于系统节拍 配置自动重装值（ARR），决定溢出周期 开启 TIM6 更新中断（可选，但推荐） 启动 TIM6 ​ void ConfigureTimeForRunTimeStats(void) { FreeRTOSRunTimeTicks = 0; /* 计数器归零 */ ​ TIM6_CLK_ENABLE(); /* 使能 TIM6 时钟 */ htim6.Instance = TIM6; htim6.Init.Prescaler = RT_STATS_PSC; /* 89 */ htim6.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim6.Init.Period = RT_STATS_ARR; /* 9 */ HAL_TIM_Base_Init(&htim6); ​ HAL_NVIC_SetPriority(TIM6_DAC_IRQn, 6, 0); /* 抢占 6，低于关键中断 */ HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn); ​ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6); }

#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() FreeRTOSRunTimeTicks ​ 这是 获取当前“系统运行时间基准值”的宏。 FreeRTOS 在以下时刻会调用它： 任务切换时 系统节拍中断中 调用 vTaskGetRunTimeStats() 时 👉 它的返回值，代表“从系统启动到现在，一共经过了多少个高精度时间单位”。

main.c

freertos_demo.c — 整个文件重写

Key.c

完整中断链路

TIM6 硬件 (100KHz=10μs) → 向量表 TIM6_DAC_IRQHandler [stm32f4xx_it.c:175] → HAL_TIM_IRQHandler(&htim6) → HAL_TIM_PeriodElapsedCallback [TIM6.c:54] → FreeRTOSRunTimeTicks++ [TIM6.c:58] ↓ FreeRTOS 内核 portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() 读数 ↓ vTaskGetRunTimeStats() → sprintf 格式化 → printf 输出

跟正点代码的对比

三：rtos\8 任务运行时间轴

启动阶段

上电 → HAL_Init → SysTick_Init(180MHz) → TIM7_Init(HAL时基) → ConfigureTimeForRunTimeStats(TIM6 100KHz 开始计数) → LED_Init / Key_Init / USART1_Init → printf("FreeRTOS Run Time Stats Test!") → freertos_demo() ├── xTaskCreate(start_task, prio=1) └── vTaskStartScheduler() └── xPortStartScheduler → prvStartFirstTask → svc 0 → SVC → 第一个任务 start_task 开始跑！

start_task（优先级 1，活不过 1ms）

start_task 跑： ├── xTaskCreate(task1, prio=2) → task1 就绪 ├── xTaskCreate(task2, prio=3) → task2 就绪（比 task1 高！） └── vTaskDelete(NULL) → 自杀，触发 PendSV → 找到最高优先级 task2(prio=3) → 🎉 task2 开始跑

稳态运行（无限循环）

时间轴 → task2 (prio=3, 最高): Key_Scan(PA0) → 没按下 → vTaskDelay(10) → 睡 10ms ├─ 10ms 后醒来 ──→ Key_Scan → vTaskDelay(10) → 睡 ├─ 10ms 后醒来 ──→ ...（循环）... └─ 某次醒来 → KEY1 按下！→ vTaskGetRunTimeStats → printf(表格) → vTaskDelay(10) → 睡 task1 (prio=2): LED_R(0) 亮 → vTaskDelay(500) → 睡 500ms ├─ 500ms 后醒来 → LED_R(1) 灭 → vTaskDelay(500) → 睡 ├─ 500ms 后醒来 → LED_R(0) 亮 → vTaskDelay(500) → 睡 └─ ...（永远红灯亮 500ms / 灭 500ms）... IDLE (prio=0): 当 task1 和 task2 都在睡的时候跑 → 回收被删任务的尸体 → 空转省电

CPU 占用占比（为什么 IDLE 是 99%）

每 1 秒内 ──────────────────────────────────────────────── task2：每 10ms 醒来一次，读 GPIO + vTaskDelay，醒着时间 ≈ 几十 μs → 每 1 秒内实际干活 ≈ 0.01 秒 → 1% task1：每 500ms 醒来一次，LED 翻转 + vTaskDelay → 每 1 秒实际干活 ≈ 0.001 秒 → <1% IDLE：以上两个任务都睡了的 99% 时间 → IDLE 在空转

按下 KEY1 那一刻

task2 扫到按键按下 → delay_ms(10) 消抖（CPU 轮询，不切换任务） → 确认按下 → while(按下) 等松开（CPU 轮询） → 松开 → 返回 KEY_ON → vTaskGetRunTimeStats(task_buff) ├── pvPortMalloc → uxTaskGetSystemState(&ulTotalTime) │ └── ulTotalTime = FreeRTOSRunTimeTicks（TIM6 100KHz 累计值） ├── 算出每个任务占比 → sprintf 格式化 └── 写入 task_buff → printf("%s", task_buff) → 串口输出表格 → vTaskDelay(10) → 继续扫按键

核心就是：两个任务都在睡 → CPU 交给 IDLE → 99% 空闲率。这也证明了 FreeRTOS 的调度没有额外开销——不干活的时候 CPU 就真闲着。