本节我们来讲讲FreeRTOS自带的一个特殊的任务——空闲任务。

先讲空闲任务的作用，然后结合空闲任务的特性，实现一个CPU利用率统计的例程。

1）空闲任务的功能

在freeRTOS中，空闲任务是自带的一个任务，是系统后台自动创建的；顾名思义，它是在处理器空闲的时候才运行的一个任务，也就是当所有用户任务都不在运行态时，它才会被运行；它的优先级永远最低。

我们知道，在裸机程序中，主函数中一般有个无限循环，在循环中依据各种条件去执行用户程序，如果没有用户程序需要执行，CPU它也会在无限循环里空转。空闲任务在RTOS中的作用，就相当于没有任务需要执行时CPU的空转。

实际上，在空闲任务中，也可以插入一些有用的操作，例如：上一节我们讲过的低功耗模式，就是利用了当其他任务都没有在运行时，会进入空闲任务，那么就可以在空闲任务中开启低功耗模式；另外，如果某个任务要调用vTaskDelete()删除自己，那么这个任务的任务控制块TCB、任务堆栈等等，就需要在别的任务里释放，这些释放功能最好就是放在空闲任务中。

2）空闲任务的钩子函数

由于空闲任务是freeRTOS自动创建的，它的任务函数是在tack.c文件中：

但是实际上，我们完全可以不关心它是怎么实现的。如果我们想在空闲任务运行时，执行一些特定的功能，可以使用空闲任务的钩子函数。我们只需要知道如何使用它的钩子函数就可以了。

这里解释一下什么是钩子函数，“钩子”实际上是hook这个单词翻译过来的，字面意思很不好理解，而实际上，钩子函数其实就是个回调函数。钩子函数在空闲任务中被调用了，用户可以通过实现回调函数的方式，将自己需要执行的功能，插入到空闲任务中执行。

在空闲任务的实现函数中，可以找到调用了一个vApplicationIdleHook()函数，这就是它的钩子函数：

用户只要重写这个函数，就可以把想要执行的功能插入到空闲任务中执行。

3）编程实例——利用空闲任务统计CPU利用率

我们利用空闲任务的特性，来编写一个计算CPU利用率的程序。

前面已经讲过，空闲任务是在其他“有用”的任务都不执行的时候才执行的，那么我们统计一段已知时间长度内空闲任务占用的时间，就知道了CPU的“空闲率”，同时也就知道了CPU的使用率。

先使用cubemx建立工程，注意选择使能空闲任务的钩子函数功能：

或者生成keil工程后，在FreeRTOSConfig.h文件中修改configUSE_IDLE_HOOK宏为1：

可以看到freertos.c文件中，生成了钩子函数，但是内部是空的，需要用户编写：

我们在钩子函数里添加CPU利用率统计的代码，分三部分来实现：

第一步，是在首次进入空闲函数时，关闭任务调度，让空闲任务独占CPU，记录100个时钟节拍内的累加计数。这样我们就知道了在100个时钟节拍内，CPU总共能累加多少值，这个值也代表了100个时钟周期的总时间，我们存在total_count变量中：

第二步，在空闲任务中，记录每100个时钟节拍内的累加计数，这是实时的、空闲任务占用的CPU时间，我们存放在count中：

最后一步就是利用100个节拍内空闲任务占用的时间、总时间来计算CPU利用率，计算结果只保留了百分数的整数，存放在cpu_usage中：

实现完上述代码后，我们可以在用户任务中编写代码占用一些CPU时间测试一下。

各个函数中，均只调用延时函数，在Task02任务中再添加一个打印CPU占用率的语句：

（这里插个小知识，c语言打印%时，实际需要输入两个%%）

程序的运行结果如下：

可以看到，CPU利用率在2%左右，因为打印输出、任务切换调度消耗了部分CPU的时间。

将Task02修改为以下形式，使用HAL_Delay()占用一段时间的CPU：

改后的程序的运行结果如下：

可以看到，CPU占用率提高到了21%

好了，本节的内容就到这里了。