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32-低功耗与钩子函数

backend 2025/8/4 18:09:55

一、概述

FreeRTOS 的低功耗 Tickless 模式是基于硬件层面的相应低功耗模式实现的，本章主要介绍 FreeRTOS 的低功耗 Tickless 模式，在整个系统的运行过程中，其实大部分的时间是在执行空闲任务的，而空闲任务之所及叫做空闲任务，是因为空闲任务是在系统中的所有其他都阻塞或被挂起时才运行的，因此可以在本该空闲任务执行的期间，让MCU 进入相应的低功耗模式，接着在其他任务因被解除阻塞或其他原因，而准备运行的时候，让 MCU 退出相应的低功耗模式，去执行相应的任务。在以上这一过程中，主要的难点在于，MCU 进入相应的低功耗模式后，如何判断有除空闲任务外的其他任务就绪，并退出相应的空闲模式去执行就绪任务，也就是如何计算 MCU 进入相应低功耗模式的时间，而 FreeRTOS 的低功耗 Tickless 模式机制已经处理好了这个问题。

二、FreeRTOS 低功耗 Tickless 模式相关配置项

在前面对 FreeRTOS 低功耗 Tickless 模式的简介中提到了 FreeRTOS 中针对该模式的几个配置，如下表所示：

1. configUSE_TICKLESS_IDLE

此宏用于使能低功耗 Tickless 模式，当此宏定义为 1 时，系统会在进入空闲任务期间进入

相应的低功耗模式大于 configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP 的时长。

2. configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP

此宏用于定义系统进入相应低功耗模式的最短时长，如果系统在进入相应低功耗模式前，

计算出系统将进入相应低功耗的时长小于 configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP 定

义的最小时长，则系统不进入相应的低功耗模式，要注意的是，此宏的值不能小于 2（这里不能小于2个时钟节拍）。

3. configPRE_SLEEP_PROCESSING(x)--进入低功耗要做的事情

此宏用于定义一些需要在系统进入相应低功耗模式前执行的事务，例如可以在进入低功耗

模式前关闭一些 MCU 片上外设的时钟，以达到降低功耗的目的。

4. configPOSR_SLEEP_PROCESSING(x)--退出低功耗要做的事情

此宏用于定义一些需要在系统退出相应低功耗模式后执行的事务，例如开启在系统在进入

相应低功耗模式前关闭的 MCU 片上外设的时钟，以是系统能够正常运行。

需要在FreeRTOSconfig.h定义


//添加进入低功耗处理与退出低功能处理函数
extern void PRE_SLEEP_PROCESSING(void);
extern void POST_SLEEP_PROCESSING(void);
#define configPRE_SLEEP_PROCESSING( x )       PRE_SLEEP_PROCESSING()
#define configPOST_SLEEP_PROCESSING( x )      POST_SLEEP_PROCESSING()

三、配置

下面这两个上面已经配置了，可以再次检查一下

在FreeRTOS.h配置如下

#ifndef configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP#define configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP 2 //值不能小于2
#endif#if configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP < 2#error configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP must not be less than 2
#endif#ifndef configUSE_TICKLESS_IDLE#define configUSE_TICKLESS_IDLE 1  //使能
#endif

在FreeRTOSConfig.h配置如下

/* Definitions that map the FreeRTOS port interrupt handlers to their CMSIS
standard names. */
#define vPortSVCHandler SVC_Handler
#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler
#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler
//添加进入低功耗处理与退出低功能处理函数
extern void PRE_SLEEP_PROCESSING(void);
extern void POST_SLEEP_PROCESSING(void);
#define configPRE_SLEEP_PROCESSING( x )         PRE_SLEEP_PROCESSING()
#define configPOST_SLEEP_PROCESSING( x )        POST_SLEEP_PROCESSING()#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

主函数主要部分的低功耗代码

/* 进入低功耗前所需要执行的操作 */
void PRE_SLEEP_PROCESSING(void)
{/* 关闭部分外设时钟，仅作演示 */RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, DISABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, DISABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, DISABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, DISABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, DISABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, DISABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, DISABLE);
}
/* 退出低功耗后所需要执行的操作 */
void POST_SLEEP_PROCESSING(void)
{/* 重新打开部分外设时钟，仅作演示 */RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
}