RTOS-F429-HAL-TICKLESS低功耗（2026/8/5）

目录

一：STM32低功耗模式

1：1.2V 域 vs VDD 域 vs 调压器

2：三种低功耗模式本质

3：一张图解释停机和待机

4：正点例程采用睡眠模式

二：实验分析

1：正点实验内容

2：用到的几个宏

三：实验改动

rtos\22\ 改动清单

freertos_demo.c

FreeRTOSConfig.h

main.c

钩子函数：

运行逻辑总结

一：STM32低功耗模式

1：1.2V 域 vs VDD 域 vs 调压器

芯片供电秘密

F429 外接 3.3V（VDD），但 Cortex-M4 核心实际跑在1.2V。芯片内部有个调压器，把 3.3V → 1.2V：

外部 3.3V (VDD) │ ├──────────────────────────→ 直接给 GPIO、USART、SPI、RTC 备份域 │ ↑ 这部分就是 VDD 域 │ └──→ 调压器 → 1.2V ──→ CPU、NVIC、SRAM、Flash、DMA、大部分外设 ↑ 这部分就是 1.2V 域

2：三种低功耗模式本质

3：一张图解释停机和待机

睡眠模式：CPU 打盹，店还开着 拉下卷帘门（WFI）→ CPU 不干活了 但店里的灯（外设时钟）、收银机（SRAM）全开着 有人敲门（任意中断）→ 门一拉就起来 → 瞬间恢复 ​ 停止模式：打烊但不锁门 灯关了（1.2V 域时钟全关，包括外设、CPU） 收银机还通着电（调压器还在，SRAM 保持） 只有应急灯亮着（VDD 域——GPIO 能检测电平变化） 外部中断、RTC 闹钟 → 重新开灯 → 程序接着跑 ​ 待机模式：彻底断电只留一把钥匙 整店断电（调压器关了 → 1.2V 域没了 → SRAM 全丢） 唯一的唤醒方式：WKUP 引脚、RTC 闹钟、复位 醒了 = 重新开店（程序从 main 重新开始！跟复位一样）

低功耗 Tickless 就是用停止/待机模式：FreeRTOS 没有任务要跑的时候，不跑 SysTick 空转，直接把芯片塞进低功耗模式，RTC 闹钟到了再叫醒。

4：正点例程采用睡眠模式

睡眠模式：CPU 停了但外设和 SysTick 还活着——一个定时器中断立马能叫醒，程序原地继续，什么状态都不丢。实验做起来简单，改个配置就行。

停止/待机模式：醒了程序要从头跑或者重新初始化所有外设——FreeRTOS 状态全丢，恢复起来复杂度高一截。教学中一般不碰这两个。

正点的 Tickless 实验就是开了configUSE_TICKLESS_IDLE，Idle 任务在没有 Run 的时候不空转 SysTick，而是调WFI让 CPU 睡觉。SysTick 到点或者外部中断来了自动醒。代码很简单——改几个宏，配一个恢复函数。

二：实验分析

1：正点实验内容

代码完全复用二值信号量实验，只是多开了configUSE_TICKLESS_IDLE = 1和两个钩子：

// 进 WFI 前关掉不用 GPIO 的时钟，省电 void PRE_SLEEP_PROCESSING(void) { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE(); // 全关 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE(); ... } ​ // WFI 醒来重新打开 void POST_SLEEP_PROCESSING(void) { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 全开 ... }

运行时流程：

task1 扫键（10ms 醒一次） task2 死等信号量（永远睡着） 没有任务要跑时 → Idle 跑 → 算下次谁要醒 → WFI 睡觉 → 省电 ​ ↓ 到点了或中断来了 ​ POST_SLEEP_PROCESSING → 恢复 GPIO 时钟 → 调度器继续跑

2：用到的几个宏

正点 PPT 把四个宏全介绍了是讲原理——告诉你 Tickless 有这些可配置的点。实际动手时configUSE_TICKLESS_IDLE = 1一开，另外三个要么有默认值、要么我们已经用弱函数实现了，不需要额外改。

三：实验改动

rtos\22\ 改动清单

freertos_demo.c

FreeRTOSConfig.h

main.c

Tickless 没有用户 API——只改一个宏 + 两个钩子，业务代码完全不变。可以编译烧录了。

钩子函数：

void PRE_SLEEP_PROCESSING(void) // 钩子1：睡前被 FreeRTOS 调用 → 关 GPIO 时钟 { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE(); ... } ​ void POST_SLEEP_PROCESSING(void) // 钩子2：醒后被 FreeRTOS 调用 → 开回 GPIO 时钟 { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); ... }

钩子 = FreeRTOS 在 Idle 任务里 WFI 的前后给你留的空位。你不写这两个函数 → WFI 照常工作，但 GPIO 时钟还开着 → 省电效果打折扣。你写了 → 睡前关掉、醒后开回 → 省更多电。

运行逻辑总结

正常运行时： task1：每 10ms 醒一次扫按键 task2：死等信号量，阻塞 ​ 没有任务跑的时候： CPU 不是傻等 SysTick → 是进 Idle 任务 → 调 PRE_SLEEP → WFI 睡觉 → 等中断叫醒

你什么键都不按的时候，系统大部分时间在 WFI 里睡觉，电流比普通 RTOS 低很多。正点的实验逻辑就是这么简单——用之前的二值信号量实验直接套上 Tickless 的开关。

实验现象就是原例程输出给你对比的：

二值信号量创建成功！！ 信号量释放成功！！ 获取信号量成功 ← 按 KEY0 触发一次 信号量释放成功！！ 获取信号量成功 ← 按 KEY1 触发一次

功能一模一样，只是不按键的时候 CPU 在睡觉省电。