1.操作系统与裸机的关系

1.1一心一用

一心一用的就是裸机。一般情况下，裸机代码的执行都是通过在main函数中的大while循环中执行子函数的方式来实现的。如下代码所示:

int main()
{
	init();  //初始化一些外设或者变量等
	while(1)
	{
		a();  //函数a
		b();  //函数b
		c();  //函数c
	}
}

在main函数中的这些代码，我们可以称为后台系统，裸机除了main函数中的这些代码，还有中断服务函数，我们称为前台系统，如下代码就是一个串口中断服务函数。

void USART1_2_HANDLER()
{
	//当串口接收到数据之后，就会到串口中断服务函数中执行相关代码。
}

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如上图所示，该图是前后台系统（裸机）任务执行流程图。
该图来源于其他CSDN博客。该CSDN博客链接

如果现在你需要通过代码实现以下任务：
task1：在电脑上回复客户信息
task2：做晚饭
task3：给孩儿子喂隔夜饭
task4：回复女朋友信息

我们这边假设回复客户信息是一件非常重要的事情，所以我们要放在中断中。

int main()
{
	init();//完成一些初始化
	while(1)
	{
		做晚饭();
		给孩子喂隔夜饭（）；
		回复女朋友信息（）；
	}
}

void 做晚饭（）
{
	if（判断饭菜是不是熟了）
	{	
		熟了饭菜捞出来（）；
	}
	else
	{
		//没熟跳过
	}
}

void 给孩子喂隔夜饭（）
{
	if（孩子饿了）
	{
		用勺子铲一勺饭（）；
		放进孩子嘴里（）；
	}

}

void 回复女朋友信息（）
{
	if（判断女朋友有没有发来信息）
	{
		回复女朋友的信息（）；
	}
	else
	{
		发送信息问女朋友在干吗（）；
	}
}

//以上code是后台系统，以下代码是前台系统。
void 客户发来信息就会进入这个中断服务函数_HANDLER（）
{
	回复客户信息（）；
}

我们可以可以看到以上的4个任务，组成了一个前后台系统。回复客户信息作为重要任务，于是就放到中断中，其他三个不是很重要的任务采用轮询的方式执行。

我在执行做菜任务的时候，我是不知道孩子有没有饿，需不需要喂饭；不知道女朋友有没有发消息过来，需要回复。只有我做好了做菜这个任务之后，去执行给孩子喂饭这个任务的时候，才可以去判断孩子有没有饿了。但不管执行什么任务的时候，只要客户发来了消息，触发该任务的中断服务函数，那么会优先执行该中断服务函数的内容。这就是前后台系统（裸机）的任务执行流程。

1.2一心多用

一心多用指的是操作系统（OS），这里以FreeRTOS为例。可以理解为我既可以做饭，也可以给孩子喂饭，也可以回复女朋友信息。学习操作系统是一件很枯燥、烦琐的事情，我会尽量通俗的解释操作系统的原理。在理解操作系统任务调度之前，先去了解一个时间片的概念。我们执行一个任务是需要一个时间的，比如做晚饭函数。

void 做晚饭（）
{
	if（判断饭菜是不是熟了）
	{	
		熟了饭菜捞出来（）；
	}
	else
	{
		//没熟跳过
	}
}

做饭晚执行完这个函数需要a0~a10的时间。
给孩子喂饭执行完这个函数需要b0~b20的时间。
回复女朋友信息执行完这个函数需要c0~c15的时间。

1.3FreeRTOS任务调度的方式

今天介绍两种FreeRTOS任务调度的方式。

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如上图所示，就是FreeRTOS任务执行流程图。
第一种不同优先级任务的任务调度。
在FreeRTOS中任务优先级越高的优先执行，当优先级高的任务执行完成之后，一般会把该任务挂起一段时间，把CPU资源让给其他任务。大概代码如下：

//我们这边假设做晚饭的任务的优先级是最高的。
void 做饭晚（）
{
	if（判断饭菜是不是熟了）
	{	
		熟了饭菜捞出来（）；
	}
	else
	{
		//没熟跳过
	}
	//当做晚饭任务执行完成之后，一般会调用VTaskDelay（1000）函数将该任务挂起一段时间。
	VTaskDelay（1000）；
}

现在，尊敬的读者可能不知道将任务挂起是什么意思，你现在可以理解为：你在windows中打开了一个QQ，那么就是执行QQ这个函数。
当你挂起了，就是用任务调度器把这个QQ给结束进程了；
当任务恢复的时候，你可以理解为，又把QQ打开了。

高优先级的做晚饭任务做好并且将该任务挂起之后，FreeRTOS会自己查找在任务列表中优先级最高的任务，并去执行他。

第二种任务优先级相同的情况下。
如果现在做晚饭、给孩子喂饭、回复女朋友信息这个三个任务优先级相同，那么FreeRTOS会怎么执行呢？我们之前已经知道了这三个函数执行完需要那些时间了。在FreeRTOS中有一个“心脏”，他就是滴答定时器，滴答定时器每滴答到一个时间单位，就会触发一次滴答定时器中断，在这个滴答定时器中断中，主要就是执行任务的切换。

做饭晚执行完这个函数需要a0~a10的时间。
给孩子喂饭执行完这个函数需要b0~b20的时间。
回复女朋友信息执行完这个函数需要c0~c15的时间。

流程如下：
做晚饭（）；执行了a0~a1；
滴答定时器触发中断，任务切换。
给孩子喂饭（）；执行了b0~b1；
滴答定时器触发中断，任务切换。
回复女朋友信息（）；执行了c0~c1；
滴答定时器触发中断，任务切换。
做饭晚（）；执行了a2~a4；
滴答定时器触发中断，任务切换。
给孩子喂饭（）；执行了b2~b4。
滴答定时器触发中断，任务切换。
…