代码收藏家技术教程 2023-09-08

FreeRTOS中Systick和HAL时基的使用详解

分析

举个例子：

正确的做法：

总结

我们首先需要知道，使用了FreeRTOS会强制使用systick作为自己的心跳，这个os_tick的优先级是最低的，它主要的作用就是OS任务调度，时间片查询等工作。

在图中，这里设置Timebase是HAL库所使用的基本时钟hal_tick，如果这里也设置成systick，优先级最低，那么在高优先级（优先级高于systick）中断服务函数中调用HAL_Delay()就会导致错误

当然，我们也经常强调不要在中断中使用延时！不要在中断中使用延时！不要在中断中使用延时！（中断一般是快进快出的）

HAL_Delay()函数在库中是基于所选择的Timebase时钟源来实现的：

/**
  * @brief This function provides minimum delay (in milliseconds) based 
  *        on variable incremented.
  * @note In the default implementation , SysTick timer is the source of time base.
  *       It is used to generate interrupts at regular time intervals where uwTick
  *       is incremented.
  * @note This function is declared as __weak to be overwritten in case of other
  *       implementations in user file.
  * @param Delay specifies the delay time length, in milliseconds.
  * @retval None
  */
__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
  uint32_t wait = Delay;

  /* Add a freq to guarantee minimum wait */
  if (wait < HAL_MAX_DELAY)
  {
    wait += (uint32_t)(uwTickFreq);
  }

  while((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
  {
  }
}

所以，我们设置成其他定时器，当然建议使用基本定时器TIM6或者TIM7，它的优先级会默认设置成最高。

分析

stm32+freertos之所以要用到两套timebase（一是freertos的心跳（os_tick）二是更底层的与freertos的api无关的hal心跳（hal_tick），譬如systick（这个是强制的os_tick）和timer(譬如timer1、hal_tick)）；

是因为freertos强制使用systick作为自己的心跳时钟，且systick的优先级被强制设置为最低，如果HAL的心跳也使用systick，也即systick=hal_tick，那么在某些情况下将产生我们意想不到的结果。

举个例子：

systick的中断优先级为最低的5，我们有个中断int_a的优先级为4，显然int_a的优先级要高于systick，systick的中断是不能够抢占int_a的。

考虑以下情形：int_a的中断服务函数里调用了HAL_Delay（10），等待10个tick（HAL_Delay）内部是一个while循环，不断的读取当前的hal_tick来判断是否到时间，hal_tick随着时间的流失是不断增长的，由于只有一个timebase源（systick），hal_tick增长的任务也就交给systick的中断服务了，由于systick不能够抢占int_a，就导致以下的情况：systick无法处理自己的中断服务函数，hal_tick也就不会增长，int_a的HAL_Delay(10)也就永远等不到自己返回的日子，其结果就是int_a中断无法返回，任何优先级低于此中断的中断都无法得到服务，当然也包括os的全部调度，因为os的调度依赖于systick中断。