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单任务系统
学习多任务系统之前，我们先来回顾下单任务系统的编程框架，即裸机时的编程框架。 裸机编程主要
是采用超级循环（super-loops）系统，又称前后台系统。应用程序是一个无限的循环，循环中调用相应
的函数完成相应的操作，这部分可以看做后台行为，中断服务程序处理异步事件，这部分可以看做是前台
行为。 后台也可以叫做任务级，前台也叫作中断级。
对于前后台系统的编程思路主要有以下两种方式：
轮询方式
对于一些简单的应用，处理器可以查询数据或者消息是否就绪，就绪后进行处理，然后再等待，如此
循环下去。 对于简单的任务，这种方式简单易处理。但大多数情况下，需要处理多个接口数据或者消息，
那就需要多次处理，如下面的流程图所示：
用查询方式处理简单的应用，效果比较好，但是随着工程的复杂，采用查询方式实现的工程就变的很
难维护，同时，由于无法定义查询任务的优先级，这种查询方式会使得重要的接口消息得不到及时响应。
比如程序一直在等待一个非紧急消息就绪，如果这个消息后面还有一个紧急的消息需要处理，那么就会使
得紧急消息长时间得不到执行。
中断方式
对于查询方式无法有效执行紧急任务的情况，采用中断方式就有效的解决了这个问题，下面是中断方
式简单的流程图：
采用中断和查询结合的方式可以解决大部分裸机应用，但随着工程的复杂，裸机方式的缺点就暴露出来了
必须在中断(ISR)内处理时间关键运算：
ISR 函数变得非常复杂，并且需要很长执行时间。
ISR 嵌套可能产生不可预测的执行时间和堆栈需求。
超级循环和 ISR 之间的数据交换是通过全局共享变量进行的：
应用程序的程序员必须确保数据一致性。
超级循环可以与系统计时器轻松同步，但：
如果系统需要多种不同的周期时间，则会很难实现。
超过超级循环周期的耗时函数需要做拆分。
增加软件开销，应用程序难以理解。
超级循环使得应用程序变得非常复杂，因此难以扩展：
一个简单的更改就可能产生不可预测的副作用，对这种副作用进行分析非常耗时。
超级循环 概念的这些缺点可以通过使用实时操作系统 (RTOS) 来解决。
多任务系统
针对这些情况，使用多任务系统就可以解决这些问题了。 下面是一个多任务系统的流程图：
多任务系统或者说 RTOS 的实现，重点就在这个调度器上，而调度器的作用就是使用相关的调度算法来决
定当前需要执行的任务。如上图所画的那样，创建了任务并完成 OS 初始化后，就可以通过调度器来决定
任务 A，任务 B 和任务 C 的运行，从而实现多任务系统。 另外需要初学者注意的是，这里所说的多任务系
统同一时刻只能有一个任务可以运行，只是通过调度器的决策，看起来像所有任务同时运行一样。为了更
好的说明这个问题，再举一个详细的运行例子，运行条件如下：
使用抢占式调度器。
1 个空闲任务，优先级最低。
2 个应用任务，一个高优先级和一个低优先级，优先级都比空闲任务优先级高。
中断服务程序，含 USB 中断，串口中断和系统滴答定时器中断。
下图 7.2 所示是任务的运行过程，其中横坐标是任务优先级由低到高排列，纵坐标是运行时间，时间
刻度有小到大。
（1） 启动 RTOS，首先执行高优先级任务。
（2） 高优先级任务等待事件标志（os_evt_wait_and）被挂起，低优先级任务得到执行。
（3） 低优先级任务执行的过程中产生 USB 中断，进入 USB 中断服务程序。
（4） 退出 USB 中断复位程序，回到低优先级任务继续执行。
（5） 低优先级任务执行过程中产生串口接收中断，进入串口接收中断服务程序。
（6） 退出串口接收中断复位程序，并发送事件标志设置消息（isr_evt_set），被挂起的高优先
级任务就会重新进入就绪状态，这个时候高优先级任务和低优先级任务都在就绪态，基于优
先级的调度器就会让高优先级的任务先执行，所有此时就会进入高优先级任务。
（7） 高优先级任务由于等待事件标志（os_evt_wait_and）会再次被挂起，低优先级任务开始
继续执行。
（8） 低优先级任务调用函数 os_dly_wait，低优先级任务被挂起，从而空闲任务得到执行。
（9） 空闲任务执行期间发生滴答定时器中断，进入滴答定时器中断服务程序。
（10） 退出滴答定时器中断，由于低优先级任务延时时间到，低优先级任务继续执行。
（11） 低优先级任务再次调用延迟函数 os_dly_wait，低优先级任务被挂起，从而切换到空闲任务。
空闲任务得到执行。
通过上面实例的讲解，大家应该对多任务系统完整的运行过程有了一个全面的认识。 随着教程后面对
调度器，任务切换等知识点的讲解，大家会对这个运行过程有更深刻的理解。
RTX 就是一款支持多任务运行的实时操作系统，具有时间片，抢占式和合作式三种调度方法。 通过
RTX 实时操作系统可以将程序函数分成独立的任务，并为其提供合理的调度方式。 同时 RTX 实时操作系
统为多任务的执行提供了以下重要优势：
任务调度 - 任务在需要时进行调用，从而确保了更好的程序执行和事件响应。
多任务 - 任务调度会产生同时执行多个任务的效果。
确定性的行为 - 在定义的时间内处理事件和中断。
更短的 ISR - 实现更加确定的中断行为。
任务间通信 - 管理多个任务之间的数据、内存和硬件资源共享。
定义的堆栈使用 - 每个任务分配一个堆栈空间，从而实现可预测的内存使用。
系统管理 - 可以专注于应用程序开发而不是资源管理。
任务设置
RTX 操作系统的配置工作是通过配置文件 RTX_Conf_CM.c 实现。 在 MDK 工程中打开文件
RTX_Conf_CM.c，可以看到如下图 7.4 所示的工程配置向导：
用于任务配置的主要是如下两个参数：
Number of concurrent running tasks
参数范围 0 – 250
表示同时运行的最大任务数，这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数，空闲任务不包含
在这个里面。比如当前的数值是 6，就表示用户最多可以创建 6 个任务。
Number of tasks with user-provided stack
参数范围 0 – 250
表示自定义任务堆栈的任务数，如果这个参数定义为 0 的话，表示所有的任务都是使用的配置向
导里面第三个参数 Task statck size 大小。 比如：
Number of concurrent running tasks = 6
Number of tasks with user-provided stack = 0
表示允许用户创建 6 个任务，所有的 6 个任务都是分配第三个参数 Task statck size 大小的任务
堆栈空间。
Number of concurrent running tasks = 6
Number of tasks with user-provided stack = 3
表示允许用户创建 6 个任务，其中 3 个任务是用户自定义任务堆栈大小，另外 3 个任务是用的第
三个参数 Task statck size 大小的任务堆栈空间。
栈溢出检测
如果怕任务栈溢出，那么此功能就非常的有用了，用户只需在 RTX 的配置向导里面使能使用任务栈检测即可： 
RTX 初始化和启动
使用如下 3 个函数可以实现 RTX 的初始化：
os_sys_init()
os_sys_init_prio()
os_sys_init_user()
关于这 3 个函数的讲解及其使用方法可以看参考资料 rlarm.chm 文件 ：
函数描述：
函数 os_sys_init_user 用于实现 RTX 操作系统的初始化和启动任务的创建，并且使用这个函数做初始化还
可以自定义任务栈的大小。
第 1 个参数填启动任务的函数名。
第 2 个参数是任务的优先级设置，用户可以设置的任务优先级范围是 1-254。 优先级 0 用于空闲任
务，如果用户将这个参数设置为 0 的话，RTX 系统会将其更改为 1。 优先级 255 被保留用于最重要
的任务。
第 3 个参数是任务栈地址。
第 4 个参数是任务栈大小。
使用这个函数要注意以下几个问题
1. 必须在 main 函数中调用 os_sys_init_user。
2. 任务栈空间必须 8 字节对齐，可以将任务栈数组定义成 uint64_t 类型即可。 （补充说明，这就是为什么我们定义任务栈的时候要用大小除以8，因为sizeof所求大小需要乘以元素字节，这里定义的正好是uint64_t，八个字节的，这样能保证是八字节对齐的）
3. 优先级 255 代表更重要的任务。
4. 对于 RTX 操作系统来说，优先级参数中数值越小优先级越低，也就是说空闲任务的优先级是最低的，因为它的优先级数值是 0 。
任务创建
使用如下 4 个函数可以实现 RTX 的任务创建：
os_tsk_create
os_tsk_create_ex
os_tsk_create_user
os_tsk_create_user_ex
ex后缀是extension的缩写，看英文文档就会知道的，表示扩展。
函数描述：
函数 os_tsk_create_use 用于实现 RTX 操作系统的任务创建，并且还可以自定义任务栈的大小。
第 1 个参数填创建任务的函数名。
第 2 个参数是任务的优先级设置，用户可以设置的任务优先级范围是 1-254。 优先级 0 用于空闲任
务，如果用户将这个参数设置为 0 的话，RTX 系统会将其更改为 1。 优先级 255 被保留用于更重要
的任务。 如果新创建的任务优先级比当前正在执行任务的优先级高，那么就会立即切换到高优先级
任务去执行。
第 3 个参数是任务栈地址。
第 4 个参数是任务栈大小。
函数的返回值是任务的 ID，使用 ID 号可以区分不同的任务。
使用这个函数要注意以下问题
1. 任务栈空间必须 8 字节对齐，可以将任务栈数组定义成 uint64_t 类型即可。
任务删除
使用如下 2 个函数可以实现 RTX 的任务删除：
os_tsk_delete
os_tsk_delete_self
函数描述：
函数 os_tsk_create_use 用于实现 RTX 操作系统的任务删除
第 1 个参数填要删除任务的 ID。
如果任务删除成功，函数返回 OS_R_OK，其余所有情况返回 OS_R_NOK，比如所写的任务 ID 不存在。
使用这个函数要注意以下问题：
1. 如果用往此函数里面填的任务 ID 是 0 的话，那么删除的就是当前正在执行的任务，此任务被删除后，
RTX 会切换到任务就绪列表里面下一个要执行的高优先级任务。
空闲任务
几乎所有的小型 RTOS 中都会有一个空闲任务，空闲任务应该属于系统任务，是必须要执行的，用
户程序不能将其关闭。不光小型系统中有空闲任务，大型的系统里面也有的，比如 WIN7，下面的截图就
是 WIN7 中的空闲进程。
空闲任务主要有以下几个作用：
用户不能让系统一直在执行各个应用任务，这样的话系统利用率就是 100%，系统就会一直的超负荷
运行，所以空闲任务很有必要。
为了更好的实现低功耗，空闲任务也很有必要，用户可以在空闲任务中实现睡眠，停机等低功耗措施。
代码练兵场：
K1 按键按下，删除任务 AppTaskLED。
K2 按键按下，重新创建任务 AppTaskLED。
不按键的时候，LED和Beep翻转。
int main ( void ) { Bsp_Init(); /* 创建启动任务 */ os_sys_init_user (AppTaskStart, /* 任务函数 */ 4, /* 任务优先级 */ &AppTaskStartStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */ while ( 1 ) { } }
__task void AppTaskUserIF(void) { while(1) { if(key1_flag==1) { key1_flag=0; printf("K1键按下，删除任务HandleTaskLED "); if(HandleTaskLED != NULL) { if(os_tsk_delete(HandleTaskLED) == OS_R_OK) { HandleTaskLED = NULL; printf("任务AppTaskLED删除成功 "); } else { printf("任务AppTaskLED删除失败 "); } } } if(key2_flag==1) { key2_flag=0; printf("K2键按下，重新创建任务AppTaskLED "); if(HandleTaskLED == NULL) { HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED, /* 任务函数 */ 2, /* 任务优先级 */ &AppTaskLEDStk, /* 任务栈 */ sizeof(AppTaskLEDStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */ } } os_dly_wait(20); } }
输出打印：
可以看到按下K1时，LED灯不再翻转，按下K2后，又开始翻转。
RTX 配置：
RTX 配置向导详情如下：
