什么是实时操作系统(RTOS)
什么是实时操作系统（rtos）实时操作系统（rtos）是一种专为实时应用程序设计的操作系统。实时应用程序需要在特定时间内做出预测的响应，因此 rtos 专注于提供对时间约束的强调，以确保系统能够满足实时性能要求。
1. 实时性能：硬实时和软实时： rtos 可以根据实时性能的要求分为硬实时和软实时。硬实时系统对任务的响应时间有极严格的要求，任何未能在规定时间内完成的任务都会被认为是失败。软实时系统也有时间要求，但相对灵活，任务未能在规定时间内完成并不会导致系统失败。2. 任务调度：实时调度算法： rtos 使用实时调度算法来确定哪个任务将在处理器上运行。这些算法考虑任务的优先级、截止期限和其他实时要求。时间片轮转： 在一些情况下，rtos 可能使用时间片轮转调度，确保每个任务都有机会运行，以防止某个任务长时间独占处理器。3. 任务管理：任务创建与删除： rtos 允许创建和删除任务。任务可以是独立运行的单元，执行特定的功能。任务同步和通信： 提供机制使任务能够同步和通信，如信号量、互斥锁、消息队列等。4. 内存管理：动态内存分配： 一些 rtos 支持动态内存分配，允许在运行时分配和释放内存。静态内存分配： 为了提高可预测性，一些 rtos 可能支持静态内存分配，即在编译时为任务分配内存。5. 中断处理：中断服务例程（isr）： rtos 允许开发人员编写中断服务例程，以处理硬件中断事件。中断优先级： 中断服务例程可以具有不同的优先级，rtos 确保高优先级的中断可以中断低优先级的中断或任务。6. 实时时钟和定时器：实时时钟： 提供对实时时钟的支持，以便任务能够基于实际时间进行调度和同步。定时器： 允许设置和管理定时器，以在指定时间触发任务或事件。7. 错误处理：错误检测与处理： rtos 通常提供错误检测和处理机制，以确保系统在出现错误时能够采取适当的措施。8. rtos 应用领域：嵌入式系统： rtos 广泛应用于嵌入式系统，如汽车控制单元、医疗设备、工业自动化等。通信系统： 在通信系统中，rtos 用于管理网络设备、路由器和交换机等。9. 示例 rtos：freertos： 一个开源的实时操作系统，广泛用于嵌入式系统。vxworks： 用于嵌入式实时系统的商业 rtos。rtos-32： 针对 windows 平台的实时操作系统。10. rtos 与通用操作系统的区别：实时性能： rtos 关注实时性能，而通用操作系统通常更注重吞吐量和响应时间。内核大小： rtos 通常具有更小、更精简的内核，以确保快速启动和响应。任务调度： rtos 使用实时调度算法，以确保任务在规定时间内完成。实时操作系统在对实时性能有严格要求的应用中发挥着关键作用。通过提供对任务调度、同步、通信和实时时钟的支持，rtos 使得开发者能够设计和实现对时间要求极高的系统。在嵌入式系统和实时控制领域，rtos 成为了不可或缺的工具。
freertosfreertos 是一个开源的实时操作系统，广泛用于嵌入式系统。freertos 提供了对任务调度、同步、通信和实时时钟的支持，使得开发者能够设计和实现对时间要求极高的系统。freertos 通过 mit 开源许可免费分发，包括一个内核和一组不断丰富的 iot 库，适用于所有行业领域。freertos 的构建突出可靠性和易用性。
freertos 的开发活动已从 svn 迁移到 github，现在可以直接在 freertos 的 github页面上找到。从 github 下载 freertos 早期版本 的标准 zip (.zip) 文件或自解压 zip 文件 (.exe) 。解压缩 源代码，同时确保不改动文件夹结构。
freertos 官方下载页有两个版本的下载包，一个是最新版，一个是长期支持（lts）版。最新版下载包包含最新 freertos 内核 、 freertos-plus 库 和 aws iot 库，以及示例项目。长期支持版下载包则包含 freertos lts 库，其中包括 freertos 内核和 iot 库，但没有示例项目。可以根据自己需要选择下载。
因为手上正好有 esp32-c3 小飞控板，所以接下来的 playground 就以这个小板子为例了。而 esp-idf 中已经集成了 freertos，所以我们可以直接使用 esp-idf 来开发 freertos 应用。
hello world配置好 esp-idf 开发环境后，按照以下步骤配置实现本示例项目：
步骤 1: 安装 esp-idf确保你已经安装了 esp-idf。你可以按照 espressif 的官方文档 esp-idf 安装指南进行安装。
步骤 2: 创建新项目打开终端或命令提示符窗口，切换到你希望创建项目的目录。运行以下命令来创建一个新的 esp-idf 项目：idf.py create-project hello_world这将创建一个包含默认项目结构的新目录。
步骤 3: 进入项目目录cd 步骤 4: 配置项目运行以下命令配置项目：idf.py menuconfig这将打开一个菜单配置界面，你可以在其中配置项目的各种选项，包括串口设置、wi-fi 配置、组件选项等。配置完成后，保存并退出。
(可选) 如果你想使用 vscode 或其他 ide 进行开发，可以运行以下命令生成 ide 项目文件：idf.py vscode这将生成与 visual studio code 兼容的配置文件。
步骤 5: 编译和烧录在main目录下找到hello_world_main.c文件，写入以下内容：
#include #include #include sdkconfig.h#include freertos/freertos.h#include freertos/task.h#include esp_chip_info.h#include esp_flash.hvoid app_main(void){ printf(hello world!n); /* print chip information */ esp_chip_info_t chip_info; uint32_t flash_size; esp_chip_info(&chip_info); printf(this is %s chip with %d cpu core(s), %s%s%s%s, , config_idf_target, chip_info.cores, (chip_info.features & chip_feature_wifi_bgn) ? wifi/ : , (chip_info.features & chip_feature_bt) ? bt : , (chip_info.features & chip_feature_ble) ? ble : , (chip_info.features & chip_feature_ieee802154) ? , 802.15.4 (zigbee/thread) : ); unsigned major_rev = chip_info.revision / 100; unsigned minor_rev = chip_info.revision % 100; printf(silicon revision v%d.%d, , major_rev, minor_rev); if(esp_flash_get_size(null, &flash_size) != esp_ok) { printf(get flash size failed); return; } printf(% priu32 mb %s flashn, flash_size / (uint32_t)(1024 * 1024), (chip_info.features & chip_feature_emb_flash) ? embedded : external); printf(minimum free heap size: % priu32 bytesn, esp_get_minimum_free_heap_size()); for (int i = 10; i >= 0; i--) { printf(restarting in %d seconds...n, i); vtaskdelay(1000 / porttick_period_ms); } printf(restarting now.n); fflush(stdout); esp_restart();}这段代码将输出hello world！，并打印一些芯片基本信息。
使用以下命令编译项目：idf.py build使用以下命令烧录固件到 esp32：idf.py -p flash其中 是你的 esp32 开发板连接到计算机的端口。你可以使用 ls /dev/tty*（在 linux/macos）或 mode 命令（在 windows）来查找端口。
步骤 6: 监视串口输出使用以下命令启动监视串口输出：idf.py -p monitor这将打开一个窗口，显示 esp32 的串口输出。你可以看到程序的调试信息和日志。
如果你修改了代码并重新编译，可以使用以下命令重新烧录并启动监视：idf.py -p flash monitor运行成功的话，应该会在控制台输出类似以下内容：
hello world!this is esp32c3 chip with 1 cpu core(s), wifi/ble, silicon revision v0.4, 2mb external flashminimum free heap size: 330392 bytesrestarting in 10 seconds...restarting in 9 seconds...restarting in 8 seconds...restarting in 7 seconds...restarting in 6 seconds...restarting in 5 seconds...restarting in 4 seconds...restarting in 3 seconds...restarting in 2 seconds...restarting in 1 seconds...restarting in 0 seconds...restarting now.
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freertosfreertos 是一个开源的实时操作系统，广泛用于嵌入式系统。freertos 提供了对任务调度、同步、通信和实时时钟的支持，使得开发者能够设计和实现对时间要求极高的系统。freertos 通过 mit 开源许可免费分发，包括一个内核和一组不断丰富的 iot 库，适用于所有行业领域。freertos 的构建突出可靠性和易用性。
freertos 的开发活动已从 svn 迁移到 github，现在可以直接在 freertos 的 github页面上找到。从 github 下载 freertos 早期版本 的标准 zip (.zip) 文件或自解压 zip 文件 (.exe) 。解压缩 源代码，同时确保不改动文件夹结构。
freertos 官方下载页有两个版本的下载包，一个是最新版，一个是长期支持（lts）版。最新版下载包包含最新 freertos 内核 、 freertos-plus 库 和 aws iot 库，以及示例项目。长期支持版下载包则包含 freertos lts 库，其中包括 freertos 内核和 iot 库，但没有示例项目。可以根据自己需要选择下载。
因为手上正好有 esp32-c3 小飞控板，所以接下来的 playground 就以这个小板子为例了。而 esp-idf 中已经集成了 freertos，所以我们可以直接使用 esp-idf 来开发 freertos 应用。
hello world配置好 esp-idf 开发环境后，按照以下步骤配置实现本示例项目：
步骤 1: 安装 esp-idf确保你已经安装了 esp-idf。你可以按照 espressif 的官方文档 esp-idf 安装指南进行安装。
步骤 2: 创建新项目打开终端或命令提示符窗口，切换到你希望创建项目的目录。运行以下命令来创建一个新的 esp-idf 项目：idf.py create-project hello_world这将创建一个包含默认项目结构的新目录。
步骤 3: 进入项目目录cd 步骤 4: 配置项目运行以下命令配置项目：idf.py menuconfig这将打开一个菜单配置界面，你可以在其中配置项目的各种选项，包括串口设置、wi-fi 配置、组件选项等。配置完成后，保存并退出。
(可选) 如果你想使用 vscode 或其他 ide 进行开发，可以运行以下命令生成 ide 项目文件：idf.py vscode这将生成与 visual studio code 兼容的配置文件。
步骤 5: 编译和烧录在main目录下找到hello_world_main.c文件，写入以下内容：
#include #include #include sdkconfig.h#include freertos/freertos.h#include freertos/task.h#include esp_chip_info.h#include esp_flash.hvoid app_main(void){ printf(hello world!n); /* print chip information */ esp_chip_info_t chip_info; uint32_t flash_size; esp_chip_info(&chip_info); printf(this is %s chip with %d cpu core(s), %s%s%s%s, , config_idf_target, chip_info.cores, (chip_info.features & chip_feature_wifi_bgn) ? wifi/ : , (chip_info.features & chip_feature_bt) ? bt : , (chip_info.features & chip_feature_ble) ? ble : , (chip_info.features & chip_feature_ieee802154) ? , 802.15.4 (zigbee/thread) : ); unsigned major_rev = chip_info.revision / 100; unsigned minor_rev = chip_info.revision % 100; printf(silicon revision v%d.%d, , major_rev, minor_rev); if(esp_flash_get_size(null, &flash_size) != esp_ok) { printf(get flash size failed); return; } printf(% priu32 mb %s flashn, flash_size / (uint32_t)(1024 * 1024), (chip_info.features & chip_feature_emb_flash) ? embedded : external); printf(minimum free heap size: % priu32 bytesn, esp_get_minimum_free_heap_size()); for (int i = 10; i >= 0; i--) { printf(restarting in %d seconds...n, i); vtaskdelay(1000 / porttick_period_ms); } printf(restarting now.n); fflush(stdout); esp_restart();}这段代码将输出hello world！，并打印一些芯片基本信息。
使用以下命令编译项目：idf.py build使用以下命令烧录固件到 esp32：idf.py -p flash其中 是你的 esp32 开发板连接到计算机的端口。你可以使用 ls /dev/tty*（在 linux/macos）或 mode 命令（在 windows）来查找端口。
步骤 6: 监视串口输出使用以下命令启动监视串口输出：idf.py -p monitor这将打开一个窗口，显示 esp32 的串口输出。你可以看到程序的调试信息和日志。
如果你修改了代码并重新编译，可以使用以下命令重新烧录并启动监视：idf.py -p flash monitor运行成功的话，应该会在控制台输出类似以下内容：
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