课程地图 - Shaw 的小屋

这套课是什么#

项	内容
课程	FreeRTOS 入门与工程实践：由浅入深带你学习 FreeRTOS
讲师	韦东山（百问网）
开发板	DShanMCU-F103，STM32F103 + HAL 库
工具	STM32CubeMX、Keil（MDK-ARM）、ST-Link 下载器
地址	`BV1Jw411i7Fz`
规模	46 个分P / 约 748 分钟（12.5 小时）
先修	C 语言、STM32 GPIO/串口/中断、能独立建立一个 HAL 工程
定位	从内核机制讲到队列、信号量、互斥量、事件组，再用游戏机和车辆项目收束

前两集是后来追加的宣传视频；真正的课程正文从 p3 的硬件介绍开始。分P编号按当前 B 站页面计算。

这门课的特点#

这门课不是“背 API”路线，而是先摆出一个能运行但存在缺陷的做法，再引出 FreeRTOS 的正确机制：

1
轮询忙等 → 浪费 CPU
2
共享变量裸读写 → 竞态
3
高优先级任务被低优先级任务拖住 → 优先级反转
4
一个消费者从队列取走数据 → 其他任务收不到同一份数据

后半程把这些问题放进两个连续项目里：

1
游戏机项目
2
  红外接收、旋转编码器、按键 → 输入任务
3
  游戏逻辑                         → 处理任务
4
  屏幕 / OLED                      → 显示任务
5
  蜂鸣器 / 音乐                    → 声音任务
6

7
车辆协同项目
8
  遥控、姿态、里程计等输入 → 队列 / 队列集
9
  中央逻辑                 → 分发任务
10
  电机、灯光、显示          → 信号量与事件组协调

学习路线#

1
第 1 阶段：先把工程跑起来
2
  p3 ~ p8   硬件、模块、CubeMX、FreeRTOS 工程
3

4
第 2 阶段：理解任务为什么能切换
5
  p9 ~ p17  多任务、ARM、栈与堆、源码、内存管理
6

7
第 3 阶段：学会任务管理
8
  p18 ~ p26 创建、参数、栈、优先级、状态、调度、空闲任务、Delay
9

10
第 4 阶段：解决任务之间的问题
11
  p27 ~ p40 同步、互斥、通信、队列、队列集、游戏机
12

13
第 5 阶段：用内核对象组织工程
14
  p41 ~ p46 信号量、互斥量、优先级反转、事件组、车辆协同

全目录与章节对照#

集	时长(分)	标题	对应章节
p1	5.0	百问网所有课程_链接与学习路线	课程导览、硬件准备与工程搭建
p2	6.0	韦东山1对1嵌入式私教课	课程导览、硬件准备与工程搭建
p3	4.9	[0-1] 课程配套硬件介绍	课程导览、硬件准备与工程搭建
p4	20.7	[1-1] 单片机工程师的最具性价比升级路线 RTOS	课程导览、硬件准备与工程搭建
p5	9.6	[1-2] 讲师介绍课程风格项目展示	课程导览、硬件准备与工程搭建
p6	9.6	[2-1] 开发板使用	课程导览、硬件准备与工程搭建
p7	5.6	[2-2] 模块使用说明与 STM32CubeMX 配置	课程导览、硬件准备与工程搭建
p8	20.3	[2-3] 自己创建 FreeRTOS 工程	课程导览、硬件准备与工程搭建
p9	13.0	[3-1] 创建第 1 个多任务程序	第一个多任务程序与底层基础
p10	15.0	[3-2-1] ARM 架构简明教程：硬件架构与汇编指令	第一个多任务程序与底层基础
p11	17.2	[3-2-2] ARM 架构简明教程：汇编实例	第一个多任务程序与底层基础
p12	21.9	[3-3-1] 堆的概念	第一个多任务程序与底层基础
p13	22.8	[3-3-2] 栈的概念：函数调用	第一个多任务程序与底层基础
p14	9.9	[3-3-3] 栈的概念：局部变量	第一个多任务程序与底层基础
p15	16.0	[3-3-4] 栈的概念：RTOS 如何使用栈	第一个多任务程序与底层基础
p16	11.6	[4-1] FreeRTOS 源码概述	FreeRTOS 源码与内存管理
p17	11.5	[4-2] 内存管理	FreeRTOS 源码与内存管理
p18	33.0	[5-1-1] 创建任务：声光色影	任务的创建、参数与删除
p19	10.0	[5-1-2] 创建任务：估算栈大小	任务的创建、参数与删除
p20	22.0	[5-2] 创建任务：使用任务参数	任务的创建、参数与删除
p21	14.1	[5-3] 删除任务：用遥控器控制音乐	任务的创建、参数与删除
p22	4.6	[5-4] 优先级与阻塞：改善播放效果	优先级、任务状态与调度
p23	17.3	[5-5-1] 任务状态：改进播放控制	优先级、任务状态与调度
p24	33.3	[5-5-2] 任务管理与调度	优先级、任务状态与调度
p25	14.4	[5-5-3] 空闲任务	优先级、任务状态与调度
p26	16.6	[5-6] 两个 Delay 函数	优先级、任务状态与调度
p27	15.8	[6-1] 同步互斥与通信：有缺陷的同步示例	同步、互斥与通信总览
p28	15.9	[6-2] 同步互斥与通信：有缺陷的互斥示例	同步、互斥与通信总览
p29	4.3	[6-3] 同步互斥与通信：FreeRTOS 提供的方法	同步、互斥与通信总览
p30	11.3	[7] 游戏机项目说明	同步、互斥与通信总览
p31	17.3	[8-1-1] 数据传输的方法：环形 buffer	队列、环形缓冲与多设备输入
p32	16.7	[8-1-2] 数据传输的方法：队列的本质	队列、环形缓冲与多设备输入
p33	12.2	[8-2-1] 队列实验：多设备玩游戏（思路）	队列、环形缓冲与多设备输入
p34	21.4	[8-2-2] 队列实验：多设备玩游戏（红外改造）	队列、环形缓冲与多设备输入
p35	30.4	[8-2-3] 队列实验：多设备玩游戏（旋转编码器）	队列、环形缓冲与多设备输入
p36	4.8	[8-2-4] 勘误：解决旋转编码器不好用的问题	队列、环形缓冲与多设备输入
p37	17.0	[8-3-1] 队列集实验：改进程序框架（思路）	队列集、姿态控制与赛车游戏
p38	40.5	[8-3-2] 队列集实验：改进程序框架（编程）	队列集、姿态控制与赛车游戏
p39	32.4	[8-3-3] 队列集实验：增加姿态控制	队列集、姿态控制与赛车游戏
p40	46.5	[8-4] 队列实验：分发数据给多个任务（赛车游戏）	队列集、姿态控制与赛车游戏
p41	10.5	[9-1] 信号量的本质	信号量、互斥量与优先级反转
p42	16.2	[9-2-1] 信号量实验：控制车辆运行	信号量、互斥量与优先级反转
p43	9.9	[9-2-2] 信号量实验：优先级反转	信号量、互斥量与优先级反转
p44	17.7	[9-3] 互斥量：领导临时提拔你（解决优先级反转）	信号量、互斥量与优先级反转
p45	8.2	[10-1] 事件组的本质	事件组与车辆协同
p46	13.7	[10-2] 事件组实验：车辆协同	事件组与车辆协同

API 速查#

目标	常用 API	关键点
创建任务	`xTaskCreate` / `xTaskCreateStatic`	栈深度是 `StackType_t` 的数量，不是字节数
删除任务	`vTaskDelete`	动态任务被删除后，空闲任务回收它的 TCB 和栈
延时	`vTaskDelay` / `vTaskDelayUntil`	前者是“再等 N 个 tick”，后者是“固定周期”
队列	`xQueueCreate` / `xQueueSend` / `xQueueReceive`	队列传递的是值的副本，不是原变量地址
队列集	`xQueueCreateSet` / `xQueueAddToSet` / `xQueueSelectFromSet`	先选队列，再只从被选中的队列取数据
二值信号量	`xSemaphoreCreateBinary`	适合“事件发生了一次”
计数信号量	`xSemaphoreCreateCounting`	适合记录资源数量或事件次数
互斥量	`xSemaphoreCreateMutex`	有优先级继承，专用于互斥，不应在 ISR 中 Give
事件组	`xEventGroupWaitBits` / `xEventGroupSetBits`	一个位表示一个事件，可等任意位或全部位

课程约定#

约定	含义
优先级	数值越大，逻辑优先级越高；`tskIDLE_PRIORITY` 通常是 0
tick	FreeRTOS 的时间单位，常用 1 tick = 1 ms
Block	阻塞态任务不参与调度，超时或条件满足后回到就绪态
就绪	任务具备运行条件，只是尚未拿到 CPU
挂起	任务被移出调度器，不会因为超时自动恢复
ISR 版本	中断里只能调用带 `FromISR` 的接口，并正确传递 `pxHigherPriorityTaskWoken`

怎么用这份笔记#

每一章对应视频里的一段。建议的阅读顺序不是从 API 表开始，而是先看“为什么需要它”，再看 API 和实验，最后看“坑”。

动手时至少复现四个节点：

1
① 声光色影四个任务同时跑：确认调度器真的在切换
2
② 用遥控器创建、暂停、删除音乐任务：走一遍任务的四种状态
3
③ 把红外键值从写环形缓冲区改成写队列：确认生产者和消费者解耦
4
④ 三个任务抢一张票：亲手制造优先级反转，再用互斥量解决

坑#

不要把所有逻辑塞进一个“大任务”。任务划分的依据是并发需求和阻塞点，不是函数数量。
不要用全局变量在任务之间传数据。普通读写没有原子性，也没有阻塞/唤醒语义。
vTaskDelay(100) 不是“绝对延时到某个时刻”，它表示当前时刻之后再等 100 个 tick。
队列满、队列空都有超时参数。传 0 是不等待，传 portMAX_DELAY 才是永久等待。
xQueueSendFromISR 不能调用普通任务版；忘记处理 pxHigherPriorityTaskWoken 会让高优先级任务晚一轮才运行。
二值信号量和互斥量看起来都像“一把锁”，但二值信号量没有优先级继承，不能拿它代替互斥量。
事件组是“位”的集合，不是消息队列。事件组适合表达状态是否发生，不适合搬运大量数据。