FreeRTOS中delay与vTaskDelay的区别详解

        FreeRTOS中，delay和vTaskDelay都是用于延时任务的操作，但它们的应用场景和实现方式有所不同。详细了解这两者对于正确使用FreeRTOS进行嵌入式开发非常重要。本文将深入探讨FreeRTOS中的延时机制，尤其是delay和vTaskDelay的区别。

FreeRTOS中的延时机制

        FreeRTOS是一种实时操作系统（RTOS），支持任务调度、多任务管理、信号量、消息队列等功能。任务延时是其中一个常用功能，用于使任务暂停执行一段时间，从而为其他任务让出CPU时间。

在FreeRTOS中，任务延时通常有两种方式：

1. 空闲延时（Busy Waiting/Delay）：任务在延时期间一直循环等待。
2. 调度延时（Task Delay/vTaskDelay）：任务在延时期间挂起，调度器将CPU时间分配给其他任务。

delay与vTaskDelay的区别

1. delay函数

  delay通常指在裸机编程（Bare Metal Programming）中使用的延时方法，如通过循环计数器实现的延时。它的实现方式是忙等待（Busy Waiting），即在延时时间内，CPU会一直执行一个空循环，消耗时间。这种方法的实现比较简单，适用于没有操作系统的环境。

void delay(uint32_t milliseconds) {
    uint32_t start = current_time_in_milliseconds();
    while (current_time_in_milliseconds() - start < milliseconds);
}

特点

2. vTaskDelay函数

  vTaskDelay是FreeRTOS提供的一个API，用于使任务进入阻塞状态，延时指定的时间后再恢复执行。它是基于系统节拍（tick）的，即延时的单位是操作系统的时钟节拍数。使用vTaskDelay，任务会挂起一段时间，调度器可以将CPU时间分配给其他任务，这样有效地提高了系统资源的利用率。

void vTaskDelay(const TickType_t xTicksToDelay) {
    // 函数内部会根据节拍计数器进行任务的延时
}

特点

实例比较

假设我们有一个需要每秒闪烁一次LED的任务，我们可以通过delay和vTaskDelay来实现。

使用delay

void blinkLED() {
    while (1) {
        toggleLED();
        delay(1000); // 毫秒延时
    }
}

使用vTaskDelay

void blinkLED(void *pvParameters) {
    for (;;) {
        toggleLED();
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // Tick延时
    }
}

vTaskDelayUntil的使用

        除了vTaskDelay，FreeRTOS还提供了vTaskDelayUntil，用于使任务在指定的周期性时间到达时恢复执行。这种方法适用于需要精确定时任务，例如定期采集数据。

void vTaskDelayUntil(TickType_t *pxPreviousWakeTime, const TickType_t xTimeIncrement);

示例

void periodicTask(void *pvParameters) {
    TickType_t xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
    const TickType_t xFrequency = pdMS_TO_TICKS(1000); // 每秒

    for (;;) {
        // 执行任务
        vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xFrequency);
    }
}

        在FreeRTOS中，delay和vTaskDelay的主要区别在于实现方式和应用场景：选择哪种延时方式取决于具体应用需求和系统设计。对于实时性要求较高的嵌入式系统，vTaskDelay通常是更优的选择，因为它能有效管理任务调度，提升系统性能。

作者：给生活加糖！