我們知道，（單核）微控制器某一時刻只能幹一件事，會造成微控制器資源的浪費，而且還有可能響應不夠及時，所以，在比較龐大的程式或者是要求實時性比較高的情況下，我們可以移植作業系統。因為這種情況下作業系統比裸機方便很多，效率也高。下面，傑傑將帶你們走進FreeRTOS的世界隨便看看。 下面正式開始本文內容。 在沒有用到作業系統之前，微控制器的執行是順序執行，就是說，很多時候，微控制器在執行這件事的時候，無法切換到另一件事。這就造成了資源的浪費，以及錯過了突發的訊號。那麼，用上了作業系統的時候，很容易避免了這樣的問題。 很簡單，從感覺上，微控制器像是同時在幹多件事，為什麼說像呢，因為微控制器的執行速度很快，快到我們根本沒辦法感覺出來，但是同時做兩件事是不可能的，在（單核）微控制器中，因為它的硬體結構決定了CPU只能在一個時間段做一件事如：  如這張圖，都是按照順序來執行這些事的，假設每個任務（事件）的time無限小，小到我們根本沒法分辨出來，那麼我們也會感覺微控制器在同時做這六件事。 真相就是：所有任務都好像在執行，但實際上在任何一個時刻都只有一個任務在執行 如是加上了中斷系統的話，就可以將上圖理解為下圖：  通常把程式分為兩部分：前臺系統和後臺系統。 簡單的小系統通常是前後臺系統，這樣的程式包括一個死迴圈和若干個中斷服務程式：應用程式是一個無限迴圈，迴圈中呼叫API函式完成所需的操作，這個大迴圈就叫做後臺系統。中斷服務程式用於處理系統的非同步事件，也就是前臺系統。前臺是中斷級，後臺是任務級。簡單來說就是程式一直按順序執行，有中斷來了就做中斷（前臺）的事情。處理完中斷（前臺）的事情，就回到大迴圈（後臺）繼續按順序執行。 那麼問題來了，這樣子的系統肯定不是好的系統，我在做第一個任務的時候想做第四個任務，根本做不到啊，其實也能做到，讓程式執行的指標cp指向第四個任務就行了。但是任務一旦複雜，那麼整個工程的程式碼的結構，可移植性，及可讀性，肯定會差啦。  FreeRTOS 那麼作業系統的移植就是不可或缺的了。什麼叫RTOS？：Real Time OS，實時作業系統，強調的是實時性，就是要規定什麼時間該做什麼任務。那麼假如同一個時刻，需要執行兩個或者多個任務怎麼辦。那麼我們可以人為地把任務劃分優先順序，哪個任務重要，就先做，因為前面一直強調，微控制器無法同時做兩件事，在某一個時刻只能做一件事。 那麼FreeRTOS是怎麼操作的呢？先看看FreeRTOS的核心吧： FreeRTOS是一個可裁剪、可剝奪型的多工核心，而且沒有任務數限制。FreeRTOS提供了實時作業系統所需的所有功能，包括資源管理、同步、任務通訊等。 FreeRTOS是用C和彙編來寫的，其中絕大部分都是用C語言編寫的，只有極少數的與處理器密切相關的部分程式碼才是用匯編寫的，FreeRTOS結構簡潔，可讀性很強！RTOS的核心負責管理所有的任務，核心決定了執行哪個任務，何時停止當前任務切換到其他任務，這個是核心的多工管理能力。 可剝奪核心顧名思義就是可以剝奪其他任務的CPU使用權，它總是執行就緒任務中的優先順序最高的那個任務。  在FreeRTOS中，每個任務都是無限迴圈的，一般來說任務是不會結束執行的，也不允許有返回值，任務的結構一般都是 ```js While(1) { /****一直在迴圈執行*****/ } ``` 如果不需要這個任務了，那就把它刪除。 移植的教程我就不寫了，超級簡單的，按照已有的大把教程來做就行了。（如果沒有資源，可以在後臺找我，我給一份移植的教程/原始碼） 其實FreeRTOS的運用及其簡單，移植成功按照自己的意願來配置即可，而且FreeRTOS有很多手冊，雖然作者英語很差，但是我有谷歌翻譯！！！哈哈哈 既然一直都說任務任務，那肯定要有任務啊，建立任務： ```js // task. h  task.c BaseType_t xTaskCreate(      TaskFunction_t pvTaskCode,                               const char * const pcName,                               uint16_t usStackDepth,                               void *pvParameters,                               UBaseType_t uxPriority,                               TaskHandle_t *pvCreatedTask                           ); ``` 函式的原型都有，按照字面的理解 ```js TaskFunction_t pvTaskCode        //傳遞進來的是任務函式 const char * const pcName         //傳遞進來的是任務Name uint16_t usStackDepth            //傳入的是堆疊的大小 ``` 在這裡要說明一下，在裸機中開發，我們不管區域性變數還是全域性變數，反正定義了就能用，中斷髮生時，函式返回地址發哪裡，我們也不管。但是在作業系統中，我們必須弄清楚我們的引數是怎麼儲存的，他們的大小是多大，就需要我們去定義這個堆疊的大小。它就是用來存放我們的這些東西的。太小，導致堆疊溢位，發生異常。（棧是微控制器 RAM 裡面一段連續的記憶體空間） 因為在多工系統中，每個任務都是獨立的，互不干擾的，所以要為每個任務都分配獨立的棧空間。 ```js void *pvParameters              //傳遞給任務函式的引數 UBaseType_t uxPriority          //任務優先順序 TaskHandle_t *pvCreatedTask     //任務控制代碼 ``` 任務控制代碼也是很重要的東西，我們怎麼刪除任務也是要用到任務控制代碼，其實說白了，我作業系統怎麼知道你是什麼任務，靠的就是任務控制代碼的判斷，才知道哪個任務在執行，哪個任務被掛起。下一個要執行的任務是哪個等等，靠的都是任務控制代碼。 那麼要使用這些東西，我們肯定要實現啦，下面就是實現的定義，要定義優先順序，堆疊大小，任務控制代碼，任務函式等。 ```js //任務優先順序 #define LED_TASK_PRIO           2 //任務堆疊大小      #define LED_STK_SIZE             50 //任務控制代碼 TaskHandle_t LED_Task_Handler; //任務函式 void LED_Task(void *pvParameters); ``` 建立任務後，可以開啟任務排程了，然後系統就開始執行。 ```js xTaskCreate((TaskFunction_t )LED_Task,    //任務函式             (const char*    )"led_task",   //任務名稱             (uint16_t       )LED_STK_SIZE, //任務堆疊大小             (void*          )NULL, //傳遞給任務函式的引數             (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO, //任務優先順序             (TaskHandle_t*  )&LED_Task_Handler);//任務控制代碼   vTaskStartScheduler();          //開啟任務排程 ``` 這個建立任務的函式 xTaskCreate 是有返回值的，其返回值的型別是BaseType_t。 我們在描述中看看： ```js // @return pdPASS if the task was successfully created and added to a readylist, otherwise an error code defined in the file projdefs.h ``` 我們其實可以在任務排程的時候判斷一下返回值是否為pdPASS從而知道任務創是否建成功。並且列印一個資訊作為除錯。因為後面使用訊號量這些的時候都要知道訊號量是否建立成功，使得程式碼健壯一些。免得有隱藏的bug。 然後就是具體實現我們的任務LED_Task是在做什麼的 當然可以實現多個任務。還是很簡單的。 ```js //LED任務函式 void LED_Task(void *pvParameters) {     while(1)     {         LED0  =  !LED0;         vTaskDelay(1000);     } } ``` 這就是一個簡單的作業系統的概述。 下一篇，應該是講述開啟任務排程與任務切換的具體過程。 這個可以參考野火的書籍《從 0 到 1 教你寫 uCOS-III》  更多資料歡迎關注“物聯網IoT開發”公