LVGL和FreeRTOS可视化跟踪

一、LVGL用量跟踪

lv_mem_monitor_t mon; lv_mem_monitor(&mon); printf("\r\n========== LVGL Memory Info ==========\r\n"); printf("Total size: %d bytes (%.1f KB)\r\n", mon.total_size, mon.total_size / 1024.0); printf("Free size: %d bytes (%.1f KB)\r\n", mon.free_size, mon.free_size / 1024.0); printf("Used size: %d bytes (%.1f KB)\r\n", mon.total_size - mon.free_size, (mon.total_size - mon.free_size) / 1024.0); printf("Max used (peak): %d bytes (%.1f KB)\r\n", mon.max_used, mon.max_used / 1024.0); printf("Used percent: %d%%\r\n", mon.used_pct); printf("Free blocks: %d\r\n", mon.free_cnt); printf("Used blocks: %d\r\n", mon.used_cnt); printf("Biggest free block:%d bytes\r\n", mon.free_biggest_size); printf("Fragmentation: %d%%\r\n", mon.frag_pct); printf("=====================================\r\n");

========== LVGL Memory Info ========== Total size: 20480 bytes (20.0 KB) Free size: 9764 bytes (9.5 KB) Used size: 10716 bytes (10.5 KB) Max used (peak): 11940 bytes (11.7 KB) Used percent: 53% Free blocks: 7 Used blocks: 273 Biggest free block:9484 bytes Fragmentation: 3% =====================================

一、字段含义详解

根据这些信息判断内存是否够用

LVGL 内存分析

当前配置

二、FreeFTOS任务跟踪

FREERTOS_CONFIG_H //任务跟踪 extern volatile uint32_t CPU_RunTime; #define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() (CPU_RunTime = 0ul) #define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() CPU_RunTime /* Run time and task stats gathering related definitions. */ #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 1//启用运行时间统计功能 #define configUSE_TRACE_FACILITY 1//启用可视化跟踪调试 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1//开启后才能使用vTaskList

--------------------------------------------- 任务名 任务状态 优先级 剩余栈 任务序号 Tmr Svc X 31 172 5 IDLE R 0 118 4 led2 B 2 42 2 led1 B 1 106 1 Lvgl B 5 650 3 ---------------------------------------------

一、整体概念

FreeRTOS 的任务运行时间统计功能，核心思想是：

用一个高精度计数器来记录时间，每个任务开始运行时记录开始值，任务切换时计算差值，累加到该任务的运行时间中。

二、关键宏定义的含义

c

extern volatile uint32_t CPU_RunTime; // 全局时间计数器 // 1. 初始化函数：重置计数器 #define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() (CPU_RunTime = 0ul) // 2. 获取当前时间：返回当前计数值 #define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() CPU_RunTime

这两个宏的作用

三、你的实现流程

1. 定时器5提供时间基准（20kHz）

c

// TIM5 中断服务函数（20kHz = 50us 一次） void TIM5_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_Update); CPU_RunTime++; // 每 50us 增加 1 } }

时间单位：

• 20kHz 中断频率 → 每次中断间隔 = 1 / 20000 = 50 微秒

• CPU_RunTime每增加 1，代表过去了 50 微秒

2. 系统启动时初始化

c

// FreeRTOS 内核启动时（vTaskStartScheduler() 内部） // 会调用 portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() // 相当于执行： CPU_RunTime = 0; // 从 0 开始计数

3. 任务切换时计算运行时间

FreeRTOS 内核在任务切换时会执行以下逻辑（简化版）：

c

// 当前任务要切出了，计算它运行了多久 void vTaskSwitchContext(void) { // 1. 获取当前时间 uint32_t current_time = portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE(); // = CPU_RunTime // 2. 计算当前任务的运行时间增量 uint32_t delta = current_time - last_time; // last_time 是上次切换时的时间 // 3. 累加到当前任务的运行时间统计中 pxCurrentTCB->ulRunTimeCounter += delta; // 4. 记录当前时间，供下次计算用 last_time = current_time; // 5. 切换到下一个任务... }

四、数据流向图

text

TIM5 中断 (20kHz) ↓ CPU_RunTime++ (每 50us +1) ↓ [时间计数器] ↓ ┌────────────────┼────────────────┐ ↓ ↓ ↓ 任务切换时 任务切换时 任务切换时 ↓ ↓ ↓ 计算 Task1 计算 Task2 计算 Task3 运行时间 运行时间 运行时间 ↓ ↓ ↓ Task1.counter Task2.counter Task3.counter 增加 delta 增加 delta 增加 delta

五、最终输出：vTaskGetRunTimeStats()

当你调用vTaskGetRunTimeStats(info_buffer)时，会输出类似：

text

Task Name Abs Time % Time -------------- ---------- ------- Idle Task 12345678 45% Task_LED 8765432 32% Task_ADC 6543210 23%

计算公式

text

某任务的运行时间 = 该任务的 ulRunTimeCounter × 时间单位 总运行时间 = 所有任务 ulRunTimeCounter 之和 CPU 使用率 = (某任务运行时间 / 总运行时间) × 100%

六、配置含义

方案1：使用vTaskList()查看任务状态（不需要运行时间统计）

如果你只需要查看任务状态（任务名、状态、优先级、堆栈剩余），不需要 CPU 运行时间统计：

c

/* Run time and task stats gathering related definitions. */ #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 // 改为 0 #define configUSE_TRACE_FACILITY 1 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 // 改为 1（vTaskList 需要）

此时可以使用：

• vTaskList()✅ 可用

方案2：使用vTaskGetRunTimeStats()查看 CPU 使用率（需要运行时间统计）

如果你需要查看每个任务的 CPU 使用率：

c

/* Run time and task stats gathering related definitions. */ #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 1 #define configUSE_TRACE_FACILITY 1 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 // 改为 1

此时可以使用：

• vTaskList()✅ 可用

• vTaskGetRunTimeStats()✅ 可用

方案3：只统计运行时间，不输出格式化信息（不常用）

c

#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 1 #define configUSE_TRACE_FACILITY 1 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 0

这种情况下：

• 运行时间统计功能已启用，但vTaskGetRunTimeStats()函数不存在

• 需要自己实现统计信息的输出

• 一般不推荐这样用

七、软件定时器时机

uint8_t CPU_RunInfo[400] = {0}; void vTimerCallback( TimerHandle_t xTimer ) { //回调函数内部尽量不要使用延时 阻塞性质的操作 memset(CPU_RunInfo,0,400); //信息缓冲区清零 vTaskList((char *)&CPU_RunInfo); //获取任务运行时间信息 printf("---------------------------------------------\r\n"); printf("任务名 任务状态 优先级 剩余栈 任务序号\r\n"); printf("%s", CPU_RunInfo); printf("---------------------------------------------\r\n"); } //任务跟踪 timer1 = xTimerCreate("Timer1",1000,pdTRUE,(void*)0,vTimerCallback); // 启动定时器 if(timer1 != NULL) { xTimerStart(timer1, 1000); // 最多等待 1 秒 }

一、核心概念

定时器周期 = 采样间隔

采样间隔决定了你能看到系统行为的精细程度和响应速度。

二、两个关键影响

1. 时间分辨率

• 周期越短→ 采样越密集 → 能看到更细微的状态变化

• 周期越长→ 采样越稀疏 → 可能错过中间状态

2. 响应延迟

• 周期越短→ 问题被发现得越快

• 周期越长→ 问题暴露得越晚

三、取舍关系