FreeRTOS中相对延时和绝对延时的区别

嵌入式软件代码中延时是很常见的，只是延时种类有很多，看你用什么延时。

一个延时的问题问题：周期性（固定一个时间）去处理某一件事情。你会通过什么方式去实现？

比如：间隔 10ms 去采集传感器的数据，然后通过一种算法计算出一个结果，最后通过串口发送出去。

可能对于很多习惯裸机编程的读者，首先想到的是：利用定时器，定时 10ms 中断，在中断里面处理。

中断函数适合处理简单数据，不适合算法、通信等需要长时间占用 CPU 的处理。

对计时精度要求比较高的地方适合定时器，像本章节说的周期性采集传感器数据，要求不适合很高，那么就引入本文说的绝对延时。

在实时操作系统 FreeRTOS 任务中，利用 vTaskDelayUntil 绝对延时即可完美解决这个问题。

相对延时和绝对延时的含义

本文拿 FreeRTOS 中相对延时函数 vTaskDelay，绝对延时函数 vTaskDelayUntil 来说明。

相对延时：指每次延时都是从执行函数 vTaskDelay()开始，直到延时指定的时间（参数：滴答值）结束。

绝对延时：指每隔指定的时间（参数：滴答值），执行一次调用 vTaskDelayUntil()函数的任务。
文字描述可能不够直观理解，下面章节结合代码例子、延时值（IO 高低变化波形）、任务执行图来详细讲述一下他们的区别。

相对延时和绝对延时区别

以实际代码为例说明：一个任务中，添加一个 10ms 系统延时，然后，在执行任务（耗时 1ms 左右，例子以延时代替）。

相对延时代码：

绝对延时代码：

说明：1.TestDelay 这个延时函数仅仅用于测试（延时 1ms），用于代替采集、算法、发送等耗时时间。

2. 两个代码唯一区别在于系统延时不同，一个 vTaskDelay(10);，一个 vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, 10);

3. 系统时钟频率为 1000，也就是上面系统延时 10 个滴答，即 10ms。

看到代码，你想到了他们输出结果的差异吗？来看下结果的差异：用 PA0 这个引脚输出的高低电平，得出延时时间。

相对延时结果：

绝对延时结果：

结果为：相对延时的周期为系统延时 10ms + 执行任务 1ms 的时间，总共 11ms 时间。绝对延时的周期即为 10ms 时间 .

换一种方式看区别如果上面的区别还没明白，再来讲一个更容易理解的区别，通过文字 + 任务执行图来说明。

1. 相对延时先看任务执行图，按照上面代码的方式呈现：

这里会牵涉到操作系统任务切换、高优先级任务抢占等一些原理，若不了解，请转移直到了解再回来。

上电，TEST 任务进入延时（阻塞）状态，此时系统执行其他就绪任务。FreeRTOS 内核会周期性的检查 TEST 任务的阻塞是否达到，如果阻塞时间达到，则将 TEST 任务设置为就绪状态，如果就绪任务中 TEST 任务的优先级最高，则会抢占 CPU，再次执行任务主体代码，不断循环。

TEST 任务每次系统延时都是从调用延时函数 vTaskDelay()开始算起的，所以叫相对延时。

从上图可以看出：如果执行 TEST 任务的过程中发生中断，或者具有更高优先级的任务抢占了，那么 TEST 任务执行的周期就会变长，所以使用相对延时函数 vTaskDelay()，不能周期性的执行 TEST 任务。

2. 绝对延时

代码中定义的变量 xLastWakeTime，其实是用来保存上一次的系统计数器值（方便检测下一个延时时间是否到来）。

和上面相对延时程序执行图比较，可以看出，系统延时的时间包含了程序执行的时间。即时中途有中断，或更高优先级任务打断，不会影响下一次执行的时间（也就是这个周期不会变，当然，打断时间不能超过系统延时值）。

提示：图片中添加了一段话：一般来说，程序执行时间要小于总间隔时间（10ms）。

如果打断时间太长，回来之后延时都超过了，则会立马执行程序，不会再延时（任务不会再阻塞延时）。