企业官网建设流程全解析

我们做一个能交互的小系统：板子上一个按键、一盏灯；串口发命令能控制灯的闪烁速度，按键长按能切换模式，所有状态都通过串口打印出来。

麻雀虽小，五脏俱全。这个 demo 会用上前 9 篇的几乎所有知识点：任务创建、多任务调度、osDelay/osDelayUntil、参数传递、任务控制（挂起/恢复）、状态管理、安全 printf。做完它，你就真正"会用" FreeRTOS 了，而不只是"认识"它。

一、需求拆解：一个能交互的小系统

先把功能列清楚，再设计任务。

功能需求

1. 1.LED 闪烁：默认每 500ms 翻转一次。

2. 2.串口命令控制：串口发送fast/slow/stop/start，分别把闪烁速度调到 100ms / 1000ms / 停止 / 恢复。

3. 3.按键模式切换：按键短按切换"慢闪/快闪"，长按 1 秒切换"运行/停止"。

4. 4.状态上报：每次状态变化，串口打印当前模式和速度。

硬件（蓝丸板）

为简化，本篇用串口命令 + 一个虚拟按键标志实现，不依赖物理按键，所有读者都能复现。

二、任务划分：三个任务各司其职

根据需求，划分三个任务：

设计要点：

• •CommandTask优先级最高，保证命令响应快（实时性）；

• •LedTask中等优先级，稳定闪烁；

• •StatusTask最低，不抢占其它任务；

• • 三个任务通过全局状态变量通信（本篇用最简方案；第三系列会改用队列/通知）。

系统状态定义

/** * @file app_main.c * @brief 按键+LED 小系统：串口命令控制 LED 闪烁 * @date 2026-07-15 * @version V1.0 - 初版创建 */ #include "cmsis_os2.h" #include "main.h" #include <stdio.h> #include <string.h> /* 运行模式 */ typedef enum { MODE_STOP = 0, /* 停止 */ MODE_SLOW, /* 慢闪 1000ms */ MODE_FAST /* 快闪 100ms */ } RunMode_t; /* 全局系统状态（被多任务读写，本篇先不加锁，第22篇起讲同步） */ static volatile RunMode_t g_mode = MODE_SLOW; static volatile uint32_t g_led_speed = 1000; /* 当前闪烁周期 ms */ static volatile uint8_t g_cmd_ready = 0U; /* 串口收到新命令标志 */ static char g_cmd_buf[16]; /* 命令缓冲 */

注意volatile：这些变量被多个任务访问，volatile保证编译器不把它们优化到寄存器，每次都重新读内存。但volatile不能保证原子性，复杂场景仍需锁——这是第 22 篇的主题。本篇状态简单（单字节/单枚举的读写基本原子），暂可接受。

三、LedTask：按速度闪烁

/** * @brief LED 闪烁任务 * * @details 根据 g_led_speed 控制闪烁周期；g_mode 为 MODE_STOP 时不翻转。 * 用 osDelay 而非 osDelayUntil，因为周期是动态变化的（命令会改速度）。 * * @param argument: 未使用 * @note 每次循环都重新读 g_led_speed，及时响应速度变化 */ static void LedTask(void *argument) { (void)argument; for (;;) { if (g_mode != MODE_STOP) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13); osDelay(g_led_speed); } else { /* 停止模式：灭灯，低频检查状态 */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET); /* 灭（高电平） */ osDelay(100); } } }

为什么这里用osDelay而不是osDelayUntil？因为速度会变——刚调osDelay(100)到一半，命令把速度改成 1000，下次循环自动用新值。osDelayUntil适合"固定周期"，动态周期用osDelay更简单。

四、CommandTask：解析串口命令

这个任务负责接收串口命令并更新状态。为了让 demo 可复现，我们用最简方式接收：一个全局缓冲 + 标志（实际工程用 DMA + 空闲中断，第四系列讲）。

先在 main 里配置 USART1 接收中断（简化：用轮询方式接收单字符拼成命令）：

/** * @brief 串口命令解析任务 * * @details 轮询接收 USART1 字符，拼成命令字符串后解析。 * 支持命令：fast/slow/stop/start/longpress（模拟长按）。 * 收到回车(\r或\n)视为命令结束。 * * @note 本篇用轮询简化；第四系列改用 DMA+空闲中断+队列。 * 命令解析后更新 g_mode 和 g_led_speed。 */ static void CommandTask(void *argument) { static char buf[16]; static uint8_t idx = 0; uint8_t ch; (void)argument; printf("[SYS] commands: fast / slow / stop / start / longpress\r\n"); for (;;) { /* 非阻塞尝试接收 1 字节，超时 50ms */ if (HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1U, 50U) == HAL_OK) { if (ch == '\r' || ch == '\n') { if (idx > 0U) { buf[idx] = '\0'; HandleCommand(buf); idx = 0U; } } else if (idx < (sizeof(buf) - 1U)) { buf[idx++] = (char)ch; } } osDelay(1); /* 让出 CPU，避免忙等 */ } } /** * @brief 执行一条命令 * @param cmd: 命令字符串（小写，以\0结尾） */ static void HandleCommand(const char *cmd) { if (strcmp(cmd, "fast") == 0) { g_mode = MODE_FAST; g_led_speed = 100; printf("[CMD] mode=FAST, speed=100ms\r\n"); } else if (strcmp(cmd, "slow") == 0) { g_mode = MODE_SLOW; g_led_speed = 1000; printf("[CMD] mode=SLOW, speed=1000ms\r\n"); } else if (strcmp(cmd, "stop") == 0) { g_mode = MODE_STOP; printf("[CMD] mode=STOP\r\n"); } else if (strcmp(cmd, "start") == 0) { g_mode = (g_led_speed < 500U) ? MODE_FAST : MODE_SLOW; printf("[CMD] mode=resume, speed=%lums\r\n", (unsigned long)g_led_speed); } else if (strcmp(cmd, "longpress") == 0) { /* 模拟长按：在运行/停止间切换 */ g_mode = (g_mode == MODE_STOP) ? MODE_SLOW : MODE_STOP; printf("[KEY] longpress -> mode=%d\r\n", (int)g_mode); } else { printf("[CMD] unknown: '%s'\r\n", cmd); } }

五、StatusTask：周期上报

/** * @brief 状态周期上报任务 * @details 每 2 秒打印一次当前模式和速度，用于长期监控。 * 用 osDelayUntil 实现绝对周期（这里是固定周期，适合 osDelayUntil）。 */ static void StatusTask(void *argument) { uint32_t wake; static const char *mode_str[] = {"STOP", "SLOW", "FAST"}; (void)argument; wake = osKernelGetTickCount(); for (;;) { wake += 2000; printf("[STATUS] mode=%s, speed=%lums, tick=%lu\r\n", mode_str[(int)g_mode], (unsigned long)g_led_speed, (unsigned long)osKernelGetTickCount()); osDelayUntil(wake); } }

六、组装：创建任务并启动

/** * @brief 创建系统全部任务 */ static void App_StartSystem(void) { osThreadAttr_t attr = {0}; attr.name = "LedTask"; attr.stack_size = 256; attr.priority = osPriorityNormal; osThreadNew(LedTask, NULL, &attr); attr.name = "CommandTask"; attr.stack_size = 512; /* 含 strcmp/printf，给大点 */ attr.priority = osPriorityAboveNormal; /* 命令响应优先 */ osThreadNew(CommandTask, NULL, &attr); attr.name = "StatusTask"; attr.stack_size = 384; /* 含 printf */ attr.priority = osPriorityBelowNormal; osThreadNew(StatusTask, NULL, &attr); } int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init(); /* printf 重定向已在 uart_printf.c 实现 */ osKernelInitialize(); App_StartSystem(); osKernelStart(); while (1) { } }

栈大小是按第 07 篇的方法估的：LedTask 不含 printf，256 够；CommandTask 和 StatusTask 含 printf，给 384~512。实际用osThreadGetStackSpace验证过余量充足。

七、串口交互实录

下载运行后，打开串口助手 115200-8-N-1，输入命令（注意勾选"加回车换行"）：

[SYS] commands: fast / slow / stop / start / longpress [STATUS] mode=SLOW, speed=1000ms, tick=2000 [STATUS] mode=SLOW, speed=1000ms, tick=4000 > slow ← 用户输入 slow（板子灯每秒闪一次） [CMD] mode=SLOW, speed=1000ms [STATUS] mode=SLOW, speed=1000ms, tick=6000 > fast ← 用户输入 fast（灯变快闪） [CMD] mode=FAST, speed=100ms [STATUS] mode=FAST, speed=100ms, tick=8000 > longpress ← 模拟长按，灯停 [KEY] longpress -> mode=0 [STATUS] mode=STOP, speed=100ms, tick=10000 > start ← 恢复 [CMD] mode=resume, speed=100ms [STATUS] mode=FAST, speed=100ms, tick=12000 > hello ← 未知命令 [CMD] unknown: 'hello'

串口设置：USART1，115200-8-N-1。观察点：

1. 1. 上电默认 SLOW，灯每秒闪一次；

2. 2. 输入fast后灯明显加快，状态打印同步变化；

3. 3.longpress让灯停，start恢复，体现模式切换；

4. 4. 未知命令有明确反馈，不崩溃；

5. 5.[STATUS]每 2 秒严格打印一次（osDelayUntil 的功劳）。

板上现象：PC13 灯随命令变化闪烁速度，输入 stop 后灯灭，输入 start 后恢复。

八、知识点回扣：这个 demo 用了前 9 篇的什么

这个小系统是基础篇的总复习。逐条对应：

做完这个 demo，你应该能感受到：RTOS 把一个交互系统拆成了三个清晰的、互不阻塞的任务。这在裸机的while(1)里也能实现，但命令解析会拖慢 LED 闪烁、状态上报会打断命令接收。RTOS 让三者真正独立。