嵌入式软件工程师-嵌入式系统开发-FreeRTOS开发_FreeRTOS与物联网（IoT）应用开发.docx

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FreeRTOS基础介绍

1FreeRTOS的历史与发展

FreeRTOS（FreeReal-TimeOperatingSystem）是一个开源的实时操作系统内核，适用于微控制器（MCU）和嵌入式系统。它由RichardBarry在2003年创建，最初是为了满足嵌入式系统开发中对实时性和多任务处理的需求。FreeRTOS的开源特性使其迅速在开发者社区中传播，成为嵌入式系统开发的首选实时操作系统之一。

2015年，FreeRTOS加入了AmazonWebServices（AWS），并被重新命名为AmazonFreeRTOS。这一转变不仅增强了FreeRTOS的功能，还使其与AWS的云服务紧密集成，为物联网（IoT）应用提供了强大的支持。通过与AWSIoTCore的集成，FreeRTOS能够实现设备与云之间的安全通信，从而在物联网领域展现出其独特的优势。

2FreeRTOS的特点与优势

2.1特点

轻量级：FreeRTOS内核非常小，占用的内存资源少，适合资源受限的微控制器。

实时性：FreeRTOS提供了实时调度算法，能够确保任务在规定的时间内得到执行，满足实时系统的需求。

可移植性：FreeRTOS支持多种微控制器架构，如ARM、MIPS、x86等，易于在不同的硬件平台上移植。

开源与免费：FreeRTOS是完全开源的，遵循MIT许可，开发者可以自由地使用、修改和分发。

2.2优势

多任务管理：FreeRTOS允许开发者创建多个任务，每个任务可以独立运行，通过内核进行调度，实现并发处理。

资源管理：FreeRTOS提供了信号量、互斥量、消息队列等机制，用于管理共享资源，防止任务间的资源冲突。

中断处理：FreeRTOS能够处理中断，并在中断处理完成后恢复任务的执行，确保系统的稳定性和响应速度。

与AWSIoT的集成：AmazonFreeRTOS版本与AWSIoTCore的紧密集成，使得设备能够轻松地与云服务进行通信，实现数据的上传和下载，以及远程设备管理。

2.3示例：创建和调度任务

下面是一个使用FreeRTOS创建和调度任务的示例代码。在这个例子中，我们将创建两个任务，一个用于打印“HellofromTask1”，另一个用于打印“HellofromTask2”。

#includeFreeRTOS.h

#includetask.h

//任务1的函数

voidTask1Function(void*pvParameters)

{

(void)pvParameters;//避免未使用参数的警告

while(1)

{

printf(HellofromTask1\n);

vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));//任务延迟1秒

}

}

//任务2的函数

voidTask2Function(void*pvParameters)

{

(void)pvParameters;//避免未使用参数的警告

while(1)

{

printf(HellofromTask2\n);

vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));//任务延迟0.5秒

}

}

intmain()

{

//创建任务1

xTaskCreate(Task1Function,Task1,configMINIMAL_STACK_SIZE,NULL,tskIDLE_PRIORITY+1,NULL);

//创建任务2

xTaskCreate(Task2Function,Task2,configMINIMAL_STACK_SIZE,NULL,tskIDLE_PRIORITY+2,NULL);

//启动FreeRTOS内核

vTaskStartScheduler();

//如果代码执行到这一步，说明没有足够的资源来启动内核

for(;;);

}

在这个例子中，我们首先定义了两个任务函数Task1Function和Task2Function。然后，在main函数中，我们使用xTaskCreate函数创建了这两个任务。Task2的优先级设置得比Task1高，因此在任务调度时，Task2将优先执行。最后，我们调用vTaskStartScheduler函数启动FreeRTOS内核。

通过这个简单的示例，我们可以看到FreeRTOS如何帮助我们管理嵌入式系统中的多任