🔄 ESP32 FreeRTOS多任务实战：双核并行让你的项目效率翻倍

// freertos_basic.ino — ESP32 FreeRTOS 三任务并行闪烁
// 无需安装额外库，Arduino IDE 自带 FreeRTOS 支持

// ====== 任务句柄（用于后续管理）======
TaskHandle_t Task1_Handle = NULL;
TaskHandle_t Task2_Handle = NULL;
TaskHandle_t Task3_Handle = NULL;

// ====== 引脚定义 ======
#define LED_BUILTIN  2   // 板载LED
#define LED_RED     25   // 红色LED
#define LED_GREEN   26   // 绿色LED

// ====== 任务1：板载LED闪烁（500ms周期）======
void Task_BlinkBuiltin(void *pvParameters) {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  for (;;) {  // FreeRTOS任务必须是无尽循环
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

// ====== 任务2：红色LED闪烁（700ms周期）======
void Task_BlinkRed(void *pvParameters) {
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
  for (;;) {
    digitalWrite(LED_RED, HIGH);
    vTaskDelay(700 / portTICK_PERIOD_MS);
    digitalWrite(LED_RED, LOW);
    vTaskDelay(700 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

// ====== 任务3：绿色LED闪烁（1100ms周期）======
void Task_BlinkGreen(void *pvParameters) {
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);
  for (;;) {
    digitalWrite(LED_GREEN, HIGH);
    vTaskDelay(1100 / portTICK_PERIOD_MS);
    digitalWrite(LED_GREEN, LOW);
    vTaskDelay(1100 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("🚀 FreeRTOS 三任务演示启动");

  // 创建三个任务（xTaskCreate参数说明见下方表格）
  xTaskCreate(
    Task_BlinkBuiltin,    // 任务函数
    "Blink Builtin",    // 任务名称（调试用，最多16字符）
    2048,               // 栈大小（字，不是字节！ESP32 1字=1字节）
    NULL,                // 传递给任务的参数
    1,                   // 优先级（0~24，数值越大越优先）
    &Task1_Handle         // 任务句柄（可选，用于后续管理）
  );

  xTaskCreate(Task_BlinkRed, "Blink Red", 2048, NULL, 1, &Task2_Handle);
  xTaskCreate(Task_BlinkGreen, "Blink Green", 2048, NULL, 1, &Task3_Handle);

  Serial.println("✅ 三个FreeRTOS任务已创建，观察LED闪烁节奏");
}

void loop() {
  // setup() 中已启动三个任务，loop() 可以空闲或做监控
  Serial.printf("📊 系统运行中 | 剩余堆内存: %u 字节\n", xPortGetFreeHeapSize());
  vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS);
}

// mutex_demo.ino — 互斥量保护串口输出

SemaphoreHandle_t xSerialMutex;  // 互斥量句柄

void Task_SafePrint(void *pvParams) {
  int taskID = (int)pvParams;  // 用参数区分任务
  int count = 0;
  for (;;) {
    // 🔒 获取互斥量（最多等100ms，超时就放弃）
    if (xSemaphoreTake(xSerialMutex, 100 / portTICK_PERIOD_MS) == pdTRUE) {
      Serial.print("[Task ");
      Serial.print(taskID);
      Serial.print("] count = ");
      Serial.println(count++);
      // 🔓 释放互斥量
      xSemaphoreGive(xSerialMutex);
    }
    vTaskDelay(300 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // 创建互斥量
  xSerialMutex = xSemaphoreCreateMutex();

  xTaskCreate(Task_SafePrint, "Printer1", 2048, (void*)1, 1, NULL);
  xTaskCreate(Task_SafePrint, "Printer2", 2048, (void*)2, 1, NULL);
  xTaskCreate(Task_SafePrint, "Printer3", 2048, (void*)3, 1, NULL);
}

void loop() { vTaskDelete(NULL); }  // 删除loop任务，释放内存

// queue_demo.ino — 消息队列实现生产者-消费者模式

QueueHandle_t xDataQueue;  // 队列句柄

// 定义消息结构体
typedef struct {
  int sensor_id;
  float temperature;
  uint32_t timestamp;
} SensorData_t;

// ====== 生产者任务：模拟传感器 ======
void Task_Sensor(void *pvParams) {
  SensorData_t data;
  for (;;) {
    data.sensor_id = 1;
    data.temperature = 25.0 + (float)random(0, 100) / 10.0;
    data.timestamp = millis();

    // 发送到队列（最多等100ms，队列满就放弃）
    if (xQueueSend(xDataQueue, &data, 100/portTICK_PERIOD_MS) != pdTRUE) {
      Serial.println("⚠️ 队列已满，数据丢弃");
    }
    vTaskDelay(2000 / portTICK_PERIOD_MS);  // 每2秒采集一次
  }
}

// ====== 消费者任务：处理数据 ======
void Task_Display(void *pvParams) {
  SensorData_t received;
  for (;;) {
    // 阻塞等待消息（portMAX_DELAY = 一直等到有数据）
    if (xQueueReceive(xDataQueue, &received, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
      Serial.printf("📡 传感器%d | 温度: %.1f°C | 时间: %u\n",
        received.sensor_id, received.temperature, received.timestamp);
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // 创建队列：容量10个元素，每个元素大小为 SensorData_t
  xDataQueue = xQueueCreate(10, sizeof(SensorData_t));

  xTaskCreate(Task_Sensor, "Sensor", 2048, NULL, 2, NULL);
  xTaskCreate(Task_Display, "Display", 2048, NULL, 1, NULL);
}

void loop() { vTaskDelete(NULL); }

// 在 Core 0 上运行（协议栈默认在此）
xTaskCreatePinnedToCore(
  Task_WiFiHandler, "WiFi", 4096, NULL, 2, NULL, 0  // ← 指定 Core 0
);

// 在 Core 1 上运行（Arduino loop 默认在此）
xTaskCreatePinnedToCore(
  Task_MotorControl, "Motor", 2048, NULL, 3, NULL, 1  // ← 指定 Core 1
);