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SOC-ESP32S3部分：11-任务创建

news 来源：原创 2025/5/25 5:59:13

飞书文档https://x509p6c8to.feishu.cn/wiki/EH3owsPahisvl6kL6k3cqaQ3n0g 在我们学习单片机的时候，main函数入口中一般有一个while大循环在不停轮询，如果我们需要实现多种不同的业务，就需要用到状态机，根据不同时刻的要求执行不同的代码，虽然可以实现需求，但这种情况下代码是比较臃肿的。试想下，如果我们可以开启多个while循环，每个while循环负责不同的业务，这样实现复杂的业务是不是更容易了呢？

void main1(){while (1){//执行某些操作}
}void main2(){while (1){//执行某些操作}
}

在 FreeRTOS 中，任务（Task）可以通俗地理解为一个独立的“小程序”或“小工人”，每个任务都有自己的工作内容和优先级，它们共同协作完成整个系统的功能。

1、任务是什么？

任务是一个独立的执行单元

每个任务就像一个小工人，负责完成特定的工作。例如：

一个任务负责读取传感器数据。
一个任务负责控制 LED 灯。
一个任务负责处理网络通信。

任务有自己的运行空间

每个任务都有自己的栈（Stack），用于存储临时变量和函数调用信息。任务之间是相互独立的，不会互相干扰。

任务可以同时运行

虽然 ESP32 是单核或双核处理器，但 FreeRTOS 通过快速切换任务，让多个任务看起来像是同时运行的（这叫做“并发”）。

假设我们有一个智能家居系统，需要完成以下功能：

读取温度传感器的数据。
根据温度控制风扇的开关。
将温度数据发送到云端。

我们可以创建 3 个任务：

任务 1：读取温度
每隔 1 秒读取一次温度传感器的数据，并将数据发送到队列中。
任务 2：控制风扇
从队列中读取温度数据，如果温度超过 30°C，打开风扇；否则关闭风扇。
任务 3：上传数据
从队列中读取温度数据，并通过 Wi-Fi 上传到云端。

2、如何实现多任务？

IDF默认是集成了实时操作系统FreeRTOS的，所以FreeRTOS相关接口我们都是可以用的。

但是需要注意的是，IDF的例程中，是不会单独对FreeRTOS通用的任务创建、任务通信等RTOS相关特性进行讲解，这部分我们可以参考FreeRTOS官方文档或者IDF API文档进行了解。

IDF freertos api ：https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/v5.4/esp32s3/api-reference/system/freertos_idf.html

freertos 官方api：https://www.freertos.org/zh-cn-cmn-s/Documentation/02-Kernel/04-API-references/01-Task-creation/01-xTaskCreate

那这节课，我们就来了解下FreeRTOS的多任务实现。

头文件
#include "freertos/task.h"BaseType_t xTaskCreate(TaskFunction_t pxTaskCode,const char *const pcName,const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth,void *const pvParameters,UBaseType_t uxPriority,TaskHandle_t *const pxCreatedTask
);
功能: xTaskCreate 函数用于创建一个新的 FreeRTOS 任务。该函数分配任务所需的内存，并初始化任务控制块（TCB），然后将任务添加到就绪列表中，等待调度器运行该任务。
参数:
pxTaskCode: 指向任务函数的指针。任务函数的原型必须为 void TaskFunction(void *pvParameters)。
pcName: 任务的名称，用于调试和日志记录。长度不能超过 configMAX_TASK_NAME_LEN 个字符。
usStackDepth: 任务堆栈的大小，以字为单位
pvParameters: 传递给任务函数的参数。
uxPriority: 任务的优先级。优先级值越高，任务的优先级越高。优先级值的范围通常是 0 到 configMAX_PRIORITIES - 1。
pxCreatedTask: 用于存储新创建任务的句柄。如果不需要任务句柄，可以传递 NULL。
返回值:
pdPASS: 任务创建成功。

如下方例程，我们在app_main中创建了两个任务task1和task2，创建成功后，我们可以看到app_main、task1、task2间隔运行的效果。

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"static const char *TAG = "MyModule";static void task1_func(void *arg)
{while (1){ESP_LOGI(TAG, "task1 run");vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);}
}static void task2_func(void *arg)
{while (1){ESP_LOGI(TAG, "task2 run");vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);}
}void app_main(void)
{// 创建任务，任务堆栈大小为 2048 字，优先级为 5xTaskCreate(task1_func,    // 任务函数"task1_name",  // 任务名称2048,          // 堆栈大小（字）NULL,          // 传递给任务的参数5,             // 任务优先级NULL           // 任务句柄);xTaskCreate(task2_func,    // 任务函数"task2_name",  // 任务名称2048,          // 堆栈大小（字）NULL,          // 传递给任务的参数5,             // 任务优先级NULL           // 任务句柄);int cnt = 0;while (1){ESP_LOGI(TAG, "app_main run: %d", cnt++);vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);}
}

编译烧录后，运行效果如下：