我們從一開始接觸Arduino編程就知道，Arduino程序結構由setup()和loop()兩部分組成，我們需要反覆執行的代碼要放在loop()中，並且這些代碼一般都是順序執行的。
隨着我們需要實現的功能越來越複雜，這種順序執行的方式很難達到實時性，這個時候就需要使用操作系統了，就類似於我們的PC機，可以同時運行多個軟件，你可以一邊聊QQ一邊看電影，或者你用手機一邊聽歌一邊看這篇文章。當然PC機和手機的處理器要強大的太多太多了，而我們的Arduino UNO開發板上使用的是一顆8位的AVR單片機。
接觸過嵌入式的朋友都知道，我們會在ARM處理器上使用Linux系統，而在STM32這種較ARM低端而又比單片機強大的MCU上一般會使用更輕量級的實時操作系統，類似的如UCOS、FreeRTOS、RTThread等。習慣了STM32上運行FreeRTOS，真的沒有想過在Arduino上來運行，最近發現了被移植到Arduino上運行的FreeRTOS實時操作系統，趕緊來嘗試下。
1. 安裝Arduino FreeRTOS庫
在Arduino IDE中，點擊「項目」—「加載庫」—「管理庫」，在搜索欄輸入"FreeRTOS"，查找並安裝庫。
2. Arduino FreeRTOS的使用
Arduino FreeRTOS庫可運行於Arduino AVR設備，如Uno、Leonardo、Mega等。本篇使用Uno開發板。
首先要包含Arduino FreeRTOS庫的頭文件。
#include <Arduino_FreeRTOS.h>
我們使用xTaskCreate()函數來創建任務，函數原型爲：
xTaskCreate（TaskFunction_t pvTaskCode，const char * const pcName，uint16_t usStackDepth，void * pvParameters，UBaseType_t uxPriority，TaskHandle_t * pxCreatedTask）
創建任務時需要傳入6個參數：
- pvTaskCode:任務函數。
- pcName:任務名稱，一般用於調試和追蹤。
- usStackDepth:任務堆棧，內核在創建任務時將其分配給任務。該值指定堆棧可以容納的字數，而不是字節數。例如，如果堆棧爲32位寬，並且usStackDepth作爲100傳入，那麼將在RAM中分配400字節的堆棧空間（100 * 4字節）。合理使用此項，因爲Arduino Uno只有2KB的RAM。
- pvParameters:任務輸入參數（可以爲NULL）。
- uxPriority:任務優先級（0是最低優先級）。
- pxCreatedTask:可用於向正在創建的任務傳遞句柄。然後，可以使用此句柄在API調用中引用任務，例如，更改任務優先級或刪除任務（可以爲NULL）。
本次實驗創建兩個串口打印任務：
xTaskCreate(TaskPrint1, "Print1", 128, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(TaskPrint2, "Print2", 128, NULL, 2, NULL);
其中任務2有更高的優先級，會首先執行。
創建任務後，使用**vTaskStartScheduler()**函數啓動任務調度。
創建任務實現函數。一般結構如下：
void task(void *param)
{
while(1)
{
....//需要執行的代碼
}
}
大多數代碼都需要延遲函數來停止正在運行的任務，但是在RTOS中，不建議使用**Delay()**函數，因爲它會停止CPU，因此RTOS也將停止工作。因此，FreeRTOS具有內核API，可以在特定時間內阻止任務:
vTaskDelay（const TickType_t xTicksToDelay)
例如延時1秒：
vTaskDelay（1000 / portTICK_PERIOD_MS)
其中portTICK_PERIOD_MS與實際MCU的時鐘頻率相關。
3. 本實驗代碼如下，拷貝編譯下載。
#include <Arduino_FreeRTOS.h>
void TaskPrint1(void *param); //聲明打印任務1
void TaskPrint2(void *param); //聲明打印任務2
void setup() {
Serial.begin(9600);
while (!Serial);//等待串口連接後執行
xTaskCreate(TaskPrint1, "Print1", 128, NULL, 1, NULL); //創建任務1
xTaskCreate(TaskPrint2, "Print2", 128, NULL, 2, NULL); //創建任務2
vTaskStartScheduler(); //啓動任務調度
}
void TaskPrint1(void *param)
{
while (1)
{
Serial.println("TaskPrint1...");
vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS ); // 等待1秒
}
}
void TaskPrint2(void *param)
{
while (1)
{
Serial.println("TaskPrint2...");
vTaskDelay(2000 / portTICK_PERIOD_MS ); // 等待2秒
}
}
void loop() {
}
4. 實驗現象
打開串口監視器，波特蘭設置與程序中一致的9600，會看到任務2先運行打印，由於任務1等待1秒，任務2等待2秒，所以每次打印任務1兩次，打印任務2一次。
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