2025最新超详细FreeRTOS入门教程：第三章 FreeRTOS任务管理

摘要

在前两章中，我们完成了 FreeRTOS 的移植 并学习了 任务的创建。然而，任务并不仅仅是“创建—运行—结束”，而是需要在运行过程中进行 挂起、恢复、删除、优先级调整 等管理操作。
本章将深入讲解 任务管理机制，帮助你在实际项目中灵活调度任务。

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一、任务管理的意义

在嵌入式系统中，不同任务往往具有不同的重要性和运行频率：

• 高优先级任务：实时响应外部中断（如传感器读取）
• 低优先级任务：后台维护（如数据记录）
• 临时任务：某些任务运行完即可删除

因此我们需要：

• 挂起/恢复：临时冻结或启用任务
• 删除：释放任务资源
• 修改优先级：动态调整任务的重要性

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二、任务管理 API

1. 挂起与恢复任务

void vTaskSuspend(TaskHandle_t xTaskToSuspend);
void vTaskResume(TaskHandle_t xTaskToResume);

• vTaskSuspend(NULL)：挂起当前任务
• vTaskResume(xHandle)：恢复指定任务

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2. 删除任务

void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);

• 删除后释放任务栈和控制块（TCB）
• 若删除自己（传入 NULL），需确保系统还有其他任务运行

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3. 修改优先级

void vTaskPrioritySet(TaskHandle_t xTask, UBaseType_t uxNewPriority);
UBaseType_t uxTaskPriorityGet(const TaskHandle_t xTask);

• 可动态调整任务优先级
• uxTaskPriorityGet() 获取当前优先级

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4. 查询任务状态

eTaskState eTaskGetState(TaskHandle_t xTask);

任务可能的状态：

• 运行态 Running
• 就绪态 Ready
• 阻塞态 Blocked
• 挂起态 Suspended
• 删除态 Deleted

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三、任务管理实例

示例：两个任务，控制 LED 与串口

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

TaskHandle_t xHandleLED, xHandleUART;

void vTaskLED(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        vTaskDelay(500);
    }
}

void vTaskUART(void *pvParameters)
{
    int count = 0;
    while(1)
    {
        printf("UART Task Running: %d\n", count++);
        if(count == 5)
        {
            printf("挂起LED任务\n");
            vTaskSuspend(xHandleLED);
        }
        if(count == 10)
        {
            printf("恢复LED任务\n");
            vTaskResume(xHandleLED);
        }
        vTaskDelay(1000);
    }
}

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    xTaskCreate(vTaskLED, "LED", 128, NULL, 2, &xHandleLED);
    xTaskCreate(vTaskUART, "UART", 128, NULL, 1, &xHandleUART);

    vTaskStartScheduler();
    while(1) {}
}

运行结果

• 前 5 秒：LED 闪烁 & UART 打印
• 5~10 秒：LED 任务被挂起，停止闪烁
• 10 秒后：LED 任务恢复，继续闪烁

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四、任务状态转移

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五、调试任务管理

FreeRTOS 提供一些辅助函数：

vTaskList(char *pcWriteBuffer);
vTaskGetRunTimeStats(char *pcWriteBuffer);

• vTaskList()：打印任务状态表格
• vTaskGetRunTimeStats()：统计 CPU 占用率（需配置 configGENERATE_RUN_TIME_STATS）

示例输出：

任务名	状态	优先级	剩余栈	任务号
LED	R	2	100	1
UART	R	1	120	2
IDLE	R	0	150	3

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六、常见问题与解决方法

问题	可能原因	解决方法
删除任务后系统异常	删除了当前任务，且无其他任务运行	确保有 Idle Task 或后台任务
修改优先级无效	新优先级等于旧值	检查 configMAX_PRIORITIES
恢复任务无反应	任务不是挂起状态	使用 eTaskGetState() 查询状态
栈溢出报错	栈太小	增大 usStackDepth 或开启溢出检测

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七、经验总结

📌 开发建议

1. 不要频繁创建/删除任务，最好复用已有任务
2. 建议通过 事件/队列 来通知任务挂起/恢复，而不是直接调用 API
3. 合理分配优先级：高优先级任务要“短小精悍”，避免占用 CPU 太久
4. 使用 vTaskList() 定期检查任务状态，避免死任务

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八、总结

通过本章学习，你已经掌握：

• 使用 vTaskSuspend() 和 vTaskResume() 挂起/恢复任务
• 使用 vTaskDelete() 删除任务
• 使用 vTaskPrioritySet() 动态调整优先级
• 使用 eTaskGetState() 查询任务状态

任务管理是 RTOS 的灵魂，它让系统变得灵活、可控，为后续的 消息队列与同步机制 奠定了基础。

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👉 下一章：2025最新超详细FreeRTOS入门教程：第四章 FreeRTOS消息队列 ——将介绍任务之间如何通过消息队列通信。

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