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type: concept
title: FreeRTOS 中断管理与时间管理
tags: [freertos, rtos, interrupt, time, critical-section, concept]
created: 2026-07-12
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# FreeRTOS 中断管理与时间管理

## 中断管理

STM32 中断优先级通过高 4 位 `[7:4]` 配置，支持 16 级（0 最高，15 最低）。FreeRTOS 将 PendSV 和 SysTick 设为最低优先级（15），避免阻塞系统其他中断。

FreeRTOS 利用 **BASEPRI 寄存器** 实现中断管理：屏蔽优先级低于某阈值的中断。如 BASEPRI=0x50，则优先级 5~15 被屏蔽，0~4 正常执行。

![BASEPRI interrupt management](../raw/FreeRTOS/尚硅谷FreeRTOS教程/assets/freertos_basepri_interrupt.png)

中断服务函数中调用 FreeRTOS API 的规则：
- 优先级需在 FreeRTOS 管理范围内（阈值由 `configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY` 指定）
- 使用带 `FromISR` 后缀的 API 函数

### 开关中断

```c
#define portDISABLE_INTERRUPTS()  vPortRaiseBASEPRI()
#define portENABLE_INTERRUPTS()   vPortSetBASEPRI(0)
```

### 临界段代码

临界区是不被打断完整运行的代码段。进入关闭中断，退出开启中断。

| 函数 | 描述 |
|------|------|
| `taskENTER_CRITICAL()` | 进入临界段 |
| `taskEXIT_CRITICAL()` | 退出临界段 |
| `taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()` | 中断中进入临界段 |
| `taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()` | 中断中退出临界段 |

使用嵌套计数器 `uxCriticalNesting`，只有所有临界段退出时才使能中断。

### 挂起调度器 vs 临界区

挂起调度器（`vTaskSuspendAll()`）不关闭中断，仅防止任务间资源争夺，中断仍可直接响应。

## 时间片调度

同优先级任务轮流分享相同 CPU 时间（一个时间片 = SysTick 中断周期）。

| 配置项 | 说明 |
|--------|------|
| `configUSE_TIME_SLICING` | 1: 使能时间片调度 |
| `configUSE_PREEMPTION` | 1: 抢占式调度 |

## 延时函数

| API 函数 | 类型 | 特点 |
|----------|------|------|
| `vTaskDelay()` | 相对延时 | 从调用开始计时，到期后进入就绪态 |
| `xTaskDelayUntil()` | 绝对延时 | 以任务运行周期为整体，适合固定频率执行的任务 |

![Relative vs absolute delay](../raw/FreeRTOS/尚硅谷FreeRTOS教程/assets/freertos_delay_relative_vs_absolute.png)

## 相关页面

- [[source-freertos|尚硅谷 FreeRTOS 教程 - 资料页]]
- [[freertos-task-api|任务 API 详解]]
- [[freertos-ipc|任务间通信（IPC）]]