FreeRTOS空闲任务与低功耗
FreeRTOS 低功耗这块，最容易混在一起的是三个东西：HAL 的基础时钟、FreeRTOS 的 Tick、CPU 进入低功耗的时机。原笔记里提到 SysTick、TIM6、空闲钩子和 Tickless，本质上都围绕这几个问题。 一、HAL 时基和 __weakSTM32 HAL 里很多函数依赖一个毫秒级时基，最典型的是 HAL_Delay() 和 HAL_GetTick()。HAL 默认通常使用 SysTick 作为时基，每 1ms 进入一次 SysTick 中断，在中断里增加 HAL 的 tick 计数。 HAL 里有不少函数使用 __weak 修饰。弱函数的意思是：库里提供一个默认实现，用户如果在自己的工程里写了同名强定义函数，就可以覆盖这个默认实现。HAL 时基相关函数就是典型例子。 比如 HAL 默认会有类似这样的弱函数： 1234__weak void HAL_IncTick(void){ uwTick += uwTickFreq;} 用户可以通过 CubeMX 或手动代码，把 HAL 的时基从 SysTick 改成 TIM6、TIM7 等...
FreeRTOS软件定时器
FreeRTOS 软件定时器适合对精度要求不高、但又需要周期触发或延时触发的场景。它不是硬件定时器，不会占用某个 TIM 外设，也不会在硬件中断里直接执行回调。软件定时器依赖 FreeRTOS 的 Tick 和一个专门的定时器服务任务。 如果要做 PWM、输入捕获、精确采样这类强实时功能，还是应该用硬件定时器。如果只是 500ms 翻转一次 LED、3s 后超时处理、周期性检查状态，用软件定时器更方便。 一、软件定时器的运行机制软件定时器启用后，FreeRTOS 内核会创建两个核心对象： 定时器服务任务：也叫 Timer Service Task 或 Daemon Task。它本身也是一个普通 FreeRTOS 任务，由调度器调度运行。 定时器命令队列：任务或 ISR 调用 xTimerStart()、xTimerStop()、xTimerReset() 等函数时，并不是直接操作定时器链表，而是把命令发送到这个队列里，由定时器服务任务取出后执行。 因此，软件定时器的操作路径大致是： 12345用户任务/ISR 调用 xTimerStart() -> 命...
FreeRTOS任务调度
FreeRTOS 里的任务，就像是一个不会随便返回的 C 函数。基本形式如下： 12345678void TaskA(void *argument){ for (;;) { /* 做自己的事 */ vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10)); }} 任务函数可以写得像普通函数，但不能像普通函数那样执行完以后直接 return。任务是被调度器管理的执行单元，函数返回后，任务栈和任务控制块仍然在内核的管理范围里，结果不可控。结束任务通常有两种方式：任务自己在退出前调用 vTaskDelete(NULL)，或者另一个任务拿到它的句柄后调用 vTaskDelete(taskHandle)。 vTaskDelete() 只是把任务从调度器的各种链表里移除，让它不再参与调度。动态创建任务占用的 TCB 和栈内存，一般由空闲任务后续回收。因此空闲任务需要有运行机会。如果系统里一直有高优先级任务死循环运行，不阻塞、不让出 CPU，被删除任务的内存就可能迟迟无法回收。 一、任务状态FreeRTOS...
FreeRTOS进程通信与消息队列
这篇标题里写的是“进程通信”，在 FreeRTOS 里更准确地说是任务间通信。任务之间不能只靠全局变量硬传数据，否则很容易出现读写时序问题。FreeRTOS 提供的队列、信号量、互斥量、事件组、任务通知、流缓冲区和消息缓冲区，本质上都是为了解决两个问题：数据怎么传过去，任务什么时候被唤醒。 比如 ADC 中断把采样数据写入缓冲区，缓冲区满后通知数据处理任务。中断里不做滤波和显示，只发一个“数据好了”的信号；任务原本阻塞等待，收到信号后进入就绪态，等调度器选中后再处理数据。这个模式比任务一直轮询标志位可靠，也更省 CPU。 一、通信方式怎么选这些通信机制不是互相替代的关系，重点是先判断传递的是数据、事件、资源所有权，还是一段字节流。 队列：传递固定大小的数据项。适合按键事件、命令结构体、传感器采样包等。 二值信号量：传递一个“事件发生”的信号。适合 ISR 通知任务、任务之间同步。 计数信号量：表示多个同类资源或者累计发生次数。适合资源池、多个缓冲块、生产者累计通知。 互斥量：保护共享资源，解决多个任务访问同一个外设或数据结构的问题。适合串口打印、LCD 刷屏、文件系统访问...
一阶倒立摆建模仿真实验
倒立摆建模仿真实验好叭，这是篇课程作业，哈哈哈哈哈水一篇。 一、研究背景倒立摆是控制理论、机器人学和自动化领域中的一个经典研究模型。倒立摆的动力学原理与双足机器人、平衡车、无人机，以及火箭发射时的姿态控制、导弹制导等平衡控制场景高度相关。研究倒立摆有助于解决这类系统的实时稳定控制问题。 二、问题描述关于倒立摆的问题描述如下： 本例中取小车质量 $M=2kg$，摆杆质量 $m=0.1kg$。后面建模里 $l$ 按“转动支点到摆杆质心的距离”理解，并代入 $l=0.5m$。现需控制小车的作用力 $F$，使得摆杆保持竖直状态。 三、数学建模对于图中模型，现做以下标注： 牛顿欧拉方法从传统的力和角度的分析，根据牛顿第二定律可写出摆杆在水平方向和竖直方向的力平衡方程： \begin{cases} m\frac{\mathrm{d}^{2}}{\mathrm{d} t^{2}}(y + l\sin\theta) = H \\ m\frac{\mathrm{d}^{2}}{\mathrm{d} t^{2}}(l\cos\theta) = V - mg \end{cases}根据摆杆质心...
