FreeRTOS学习--41讲 信号量

信号量的定义

        是一种解决同步问题的机制,实现对共享资源的有序访问

信号量特点:

        当计数值大于0,代表有信号量资源;释放信号量,信号量计数值+1;获取则-1

队列和信号量的差异

二值信号量:

                 a.相当于队列长度等于1的队列

                  b.通常用于互斥访问或任务同步

                  c.只有空与满两种情况

使用二值信号量过程

        创建二值信号量->释放二值信号量->获取二值信号量

动态方法创建二值信号量 xSemaphoreCreateBinary()

释放二值信号量 BaseType_t  xSemaphoreGive(QueueHandle_t  xSemaphore)

参数:目标信号量        返回值:pdPASS 释放成功,errQUEUE_FULL 释放失败

获取二值信号量 BaseType_t     xSemaphoreTake(QueueHandle_t  xSemaphore,xBlockTime)

参数:目标信号量,阻塞时间        返回值:pdTRUE 获取成功,pdFALSE 获取失败

二值信号量代码

// freertos_demo.c

#include "freertos_demo.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
/*FreeRTOS************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"
/*******************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*/

/* START_TASK 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task1_handler;
void task1( void * pvParameters );


/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK2_PRIO         3
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task2_handler;
void task2( void * pvParameters );

/***************************************************************************************/
QueueHandle_t semphore_handle;                      //定义队列句柄
/**
 * @brief       FreeRTOS例程入口函数
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void freertos_demo(void)
{    
    semphore_handle = xSemaphoreCreateBinary();     //创建二值信号量
    if(semphore_handle != NULL)
    {
        printf("二值信号量创建成功!!!\r\n");
    }
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   start_task,
                (char *                 )   "start_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   START_TASK_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   START_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &start_task_handler );
    vTaskStartScheduler();
}


void start_task( void * pvParameters )
{
    taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task1,
                (char *                 )   "task1",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK1_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK1_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &task1_handler );
                
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task2,
                (char *                 )   "task2",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK2_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &task2_handler );
                             
    vTaskDelete(NULL);
    taskEXIT_CRITICAL();                /* 退出临界区 */
}

/* 任务一,释放二值信号量 */
void task1( void * pvParameters )
{
    uint8_t key = 0;
    BaseType_t err;
    while(1) 
    {
        key = key_scan(0);
        if(key == KEY0_PRES)        //判断按键是否按下
        {
            if(semphore_handle != NULL)
            {
                err = xSemaphoreGive(semphore_handle); //释放二值信号量
                if(err == pdPASS)
                {
                    printf("信号量释放成功!!\r\n");
                }else printf("信号量释放失败!!\r\n");
            }
            
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}

/* 任务二,获取二值信号量 */
void task2( void * pvParameters )
{
    uint32_t i = 0;
    BaseType_t err;
    while(1)
    {
        err = xSemaphoreTake(semphore_handle,portMAX_DELAY); /* 获取信号量并死等 */
        if(err == pdTRUE)
        {
            printf("获取信号量成功\r\n");            //任务始终处于阻塞状态,一旦有信号产生就解除阻塞,因为抢占优先级高,发生任务切换
        }else printf("已超时%d\r\n",++i);
        
    }
}


//freertos_demo.h

#ifndef __FREERTOS_DEMO_H
#define __FREERTOS_DEMO_H

void freertos_demo(void); 

#endif

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/SDRAM/sdram.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
#include "freertos_demo.h"
#include "./BSP/TIMER/btim.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(360, 25, 2, 8);        /* 设置时钟,180Mhz */
    delay_init(180);                            /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    key_init();                                 /* 初始化按键 */
    sdram_init();                               /* SRAM初始化 */
    lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    
    my_mem_init(SRAMIN);                        /* 初始化内部内存池 */
    my_mem_init(SRAMEX);                        /* 初始化外部内存池 */
    my_mem_init(SRAMCCM);                       /* 初始化CCM内存池 */
    
    freertos_demo();
}

计数型信号量:

                         a.队列长度大于1的队列

                         b.适用场景 事件计数,资源管理

创建计数型信号量函数

        xSemaphoreCreateCounting(uxMaxCount,uxInitialCount)

        参数:计数最大值,计数初始值                返回值:队列(QueueHandle_t 型)

获取信号量当前计数值

        uxSemaphoneGetCount(QueueHandle_t  xSemaphore)

        参数:目标信号量句柄                             返回值:整数(UBaseType_t 型)

计数型信号实验代码

//freertos_demo.c

#include "freertos_demo.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
/*FreeRTOS****************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"
/***************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*/

/* START_TASK 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task1_handler;
void task1( void * pvParameters );


/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK2_PRIO         3
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task2_handler;
void task2( void * pvParameters );

/************************************************************************************/
QueueHandle_t count_semphore_handle;            //定义队列变量
/**
 * @brief       FreeRTOS例程入口函数
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void freertos_demo(void)
{    
    count_semphore_handle = xSemaphoreCreateCounting(100 , 0);  /* 创建计数型信号量 */
    if(count_semphore_handle != NULL)
    {
        printf("计数型信号量创建成功!!!\r\n");
    }
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   start_task,
                (char *                 )   "start_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   START_TASK_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   START_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &start_task_handler );
    vTaskStartScheduler();
}


void start_task( void * pvParameters )
{
    taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task1,
                (char *                 )   "task1",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK1_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK1_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &task1_handler );
                
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task2,
                (char *                 )   "task2",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK2_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &task2_handler );
                             
    vTaskDelete(NULL);
    taskEXIT_CRITICAL();                /* 退出临界区 */
}

/* 任务一,释放计数型信号量 */
void task1( void * pvParameters )
{
    uint8_t key = 0;
    while(1) 
    {
        key = key_scan(0);
        if(key == KEY0_PRES)
        {
            if(count_semphore_handle != NULL)           //判断信号量不为空
            {
                xSemaphoreGive(count_semphore_handle);      /* 释放信号量 */
            }
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}

/* 任务二,获取计数型信号量 */
void task2( void * pvParameters )
{
    BaseType_t err = 0;
    while(1)
    {
        err = xSemaphoreTake(count_semphore_handle,portMAX_DELAY); /* 获取信号量并死等 */
        if(err == pdTRUE)
        {
            printf("信号量的计数值为:%d\r\n",(int)uxSemaphoreGetCount(count_semphore_handle));//获取信号量计数值
        }
        vTaskDelay(1000);   //延迟1秒,任务依旧是就绪态
    }
}

互斥信号量:

                 a.拥有优先级继承的二值信号量

                 b.同步应用中二值信号量最适合

                 c.只能用于任务中,不能用于中断服务函数

                 d.优先级继承的含义:

当一个互斥信号量正在被一个低优 先级的任务持有时,如果此时有个高优先级的任务也尝试获取这个互斥信号量,那么这个高优 先级的任务就会被阻塞。不过这个高优先级的任务会将低优先级任务的优先级提升到与自己相 同的优先级,这个过程就是优先级继承。优先级继承尽可能的减少了高优先级任务处于阻塞态 的时间,并且将“优先级翻转”的影响降到最低

使用:a.将FreeRTOSConfig.h中configUSE_MUTEXES置1

           b.创建互斥信号量(会自动释放一次)->获取信号量->释放信号量

 动态创建:xSemaphoreCreateMutex()  无参   

                        返回值:NULL 创建失败,队列(QueueHandle_t 型)创建成功

其他API函数与二值信号量一致,除了中断部分API,因为互斥信号量不能在中断中使用

互斥信号代码

//freertos_demo.c

#include "freertos_demo.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
/*FreeRTOS************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"
/************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*/

/* START_TASK 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    low_task_handler;
void low_task( void * pvParameters );


/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK2_PRIO         3
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    middle_task_handler;
void middle_task( void * pvParameters );


/* TASK3 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK3_PRIO         4
#define TASK3_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    high_task_handler;
void high_task( void * pvParameters );

/************************************************************************************/
QueueHandle_t mutex_semphore_handle;
/**
 * @brief       FreeRTOS例程入口函数
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void freertos_demo(void)
{    
    mutex_semphore_handle = xSemaphoreCreateMutex();    /* 创建互斥信号量,并且主动释放一次信号量 */
    if(mutex_semphore_handle != NULL)
    {
        printf("互斥信号量创建成功!!!\r\n");
    }                                                   //会自动释放,所以不用主动释放
    
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   start_task,
                (char *                 )   "start_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   START_TASK_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   START_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &start_task_handler );
    vTaskStartScheduler();
}


void start_task( void * pvParameters )
{
    taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   low_task,
                (char *                 )   "low_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK1_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK1_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &low_task_handler );
                
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   middle_task,
                (char *                 )   "middle_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK2_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &middle_task_handler );
                
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   high_task,
                (char *                 )   "high_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK3_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK3_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &high_task_handler );
                             
    vTaskDelete(NULL);
    taskEXIT_CRITICAL();                /* 退出临界区 */
}

/* 任务一,低优先级任务 */
void low_task( void * pvParameters )
{
    while(1) 
    {
        printf("low_task获取信号量\r\n");
        xSemaphoreTake(mutex_semphore_handle,portMAX_DELAY);//获取互斥信号量
        printf("low_task正在运行!!!\r\n");
        delay_ms(3000);
        printf("low_task释放信号量\r\n");
        xSemaphoreGive(mutex_semphore_handle); //释放互斥信号量
        vTaskDelay(1000);
    }
}

/* 任务二,中优先级任务 */
void middle_task( void * pvParameters )
{
    while(1)
    {
        printf("middle_task正在运行!!!\r\n");
        vTaskDelay(1000);
    }
}

/* 任务三,高优先级任务 */
void high_task( void * pvParameters )
{
    while(1)
    {
        printf("high_task获取信号量\r\n");
        xSemaphoreTake(mutex_semphore_handle,portMAX_DELAY);
        printf("high_task正在运行!!!\r\n");
        delay_ms(1000);
        printf("high_task释放信号量\r\n");
        xSemaphoreGive(mutex_semphore_handle); 
        vTaskDelay(1000);
    }
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/282919.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【C++】STL 容器 - map 关联容器 ① ( std::map 容器简介 | std::map 容器排序规则 | std::map 容器底层实现 )

文章目录 一、std::map 容器1、std::map 容器简介2、std::map 容器排序规则3、std::map 容器底层实现 二、代码示例 - std::map 容器1、代码示例2、执行结果 一、std::map 容器 1、std::map 容器简介 std::map 容器 是 C 语言 标准模板库 ( STL , Standard Template Library ) …

CGAL的AABB tree

1、介绍 AABB树组件提供了一种静态数据结构和算法,用于对有限的三维几何对象集进行高效的交集和距离查询。可以查询数据结构中存储的几何对象集,以进行交集检测、交集计算和距离计算。 交集查询可以是任何类型的,只要在traits类中实现了相应的…

Docker 部署RAP2

1、Github介绍 https://github.com/thx/rap2-delos 2、安装Docker环境 yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo yum install -y docker-ce systemctl enable…

华为商城秒杀时加密验证 device_data 的算法研究

前言 之前华为商城放出 Mate60 手机时, 想给自己和家人抢购一两台,手动刷了好几天无果后,决定尝试编写程序,直接发送 POST 请求来抢。通过抓包和简单重放发送后,始终不成功。仔细研究,发现 Cookie 中有一个名为 devic…

HTML5+CSS3③——无语义布局标签、画盒子、CSS定义、CSS引入方式

目录 无语义布局标签 画盒子 CSS定义 小结 CSS引入方式 小结 无语义布局标签 画盒子 CSS定义 小结 CSS引入方式 小结

Vue2 - Vue.observable 介绍

目录 1,介绍2,使用场景和 Vue 实例的区别 1,介绍 官网参考 可以让一个对象变成响应式数据。在 Vue 内部就是用它来处理传递给 Vue 的 data 对象,或是在单文件组件中 data() 返回的对象。 var vm new Vue({data: {count: 0} })…

MAC 中多显示器的设置(Parallels Desktop)

目录 一、硬件列表: 二、线路连接: 三、软件设置: 1. 设置显示器排列位置及显示参数 2. 分别设置外接显示器为:扩展显示器,内建显示器为主显示器 3. 设置Parallels Desktop屏幕参数 四、结果 一、硬件列表&a…

Spark SQL简介与基本用法

Apache Spark是一个强大的分布式计算框架,Spark SQL是其组件之一,用于处理结构化数据。Spark SQL可以使用SQL查询语言来查询和分析数据,同时还提供了与Spark核心API的无缝集成。本文将深入探讨Spark SQL的基本概念和用法,包括数据…

MongoDB的基本使用

MongoDB的引出 使用Redis技术可以有效的提高数据访问速度,但是由于Redis的数据格式单一性,无法操作结构化数据,当操作对象型的数据时,Redis就显得捉襟见肘。在保障访问速度的情况下,如果想操作结构化数据,…

STM32F407-14.3.10-表73具有有断路功能的互补通道OCx和OCxN的输出控制位-00x10

如上表所示,MOE0,OSSI0,CCxE1,CCxNE0时,OCx与OCxN的输出状态取决于GPIO端口上下拉状态。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------…

学生管理系统(vue + springboot)

学生管理系统(vuespringboot)资源-CSDN文库 项目介绍 这是一个采用前后端分离开发的项目,前端采用 Vue 开发、后端采用 Spring boot Mybatis 开发。 项目部署 ⭐️如果你有 docker 的话,直接 docker compose up 即可启动&#…

PyTorch常用工具(1)数据处理

文章目录 前言1 数据处理1.1 Dataset1.2 DataLoader 前言 在训练神经网络的过程中需要用到很多的工具,最重要的是数据处理、可视化和GPU加速。本章主要介绍PyTorch在这些方面常用的工具模块,合理使用这些工具可以极大地提高编程效率。 由于内容较多&am…

五、Spring AOP面向切面编程

本章概要 场景设定和问题复现解决技术代理模式面向切面编程思维&#xff08;AOP&#xff09;Spring AOP框架介绍和关系梳理 5.1 场景设定和问题复现 准备AOP项目 项目名&#xff1a;spring-aop-annotation pom.xml <dependencies><!--spring context依赖--><…

关于LayUI表格重载数据问题

目的 搜索框搜索内容重载数据只显示搜索到的结果 遇到的问题 在layui官方文档里介绍的table属性有data项,但使用下列代码 table.reload(test, {data:data //data为json数据}); 时发现&#xff0c;会会重新调用table.render的url拿到原来的数据&#xff0c;并不会显示出来传…

C语言实验4:指针

目录 一、实验要求 二、实验原理 1. 指针的基本概念 1.1 指针的定义 1.2 取地址运算符&#xff08;&&#xff09; 1.3 间接引用运算符&#xff08;*&#xff09; 2. 指针的基本操作 2.1 指针的赋值 2.2 空指针 3. 指针和数组 3.1 数组和指针的关系 3.2 指针和数…

Linux系统使用yum安装MySQL

部署MySQL数据库有多种部署方式&#xff0c;常用的部署方式就有三种&#xff1a;yum安装、rpm安装以及编译安装。每一种安装方式都有自己的优势&#xff0c;那么企业当中通常情况下采用的是rpm和二进制安装的方式。 MySQL官网下载地址 Mysql 5.7的主要特性 更好的性能&#xf…

C++实现定积分运算

文章目录 题目代码 题目 代码 #include <iostream> #include <cmath> #include <functional>using namespace std;// 定积分函数 double integrate(function<double(double)> func, double a, double b, int num_intervals) {double h (b - a) / num…

【c++————————构造函数和析构函数】

【c————————构造函数和析构函数】 欢迎阅读新一期的c模块————构造函数和析构函数 ✒️个人主页&#xff1a;-Joker- &#x1f3f7;️专栏&#xff1a;C &#x1f4dc;代码仓库&#xff1a;c_code &#x1f339;&#x1f339;欢迎大佬们的阅读和三连关注&#xff0c…

idea 出现Cannot resolve symbol ‘springframework‘解决方法

Maven手动重新加载 1&#xff09;File–>Invalidate Caches / Restart… 清理缓存&#xff0c;重启idea客户端 2&#xff09;File–>Maven–>Reload project重新从maven中加载工程依赖的组件

医院安全(不良)事件报告系统源码 支持二次开发、支持源码交付

医疗不良事件报告系统源码旨在建立全面的、统一的医疗不良事件标准分类系统和患者安全术语&#xff0c;使不良事件上报管理更加标准化和科学化。通过借鉴国内外医疗不良事件报告系统的先进经验&#xff0c;根据医疗不良事件的事件类型、处理事件的不同部门&#xff0c;灵活设置…
最新文章