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0.前言

? ? 在嵌入式操作系統(tǒng)中互斥型信號(hào)量是任務(wù)間資源保護(hù)的重要手段。下面結(jié)合一個(gè)具體例子說明FreeRTOS中的互斥型信號(hào)量如何使用。

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1.基本說明 互斥型信號(hào)量的使用方法如圖1所示。在多數(shù)情況下，互斥型信號(hào)量和二值型信號(hào)非常相似，但是從功能上二值型信號(hào)量用于同步，而互斥型信號(hào)量用于資源保護(hù)。互斥型信號(hào)量和二值型信號(hào)量還有一個(gè)最大的區(qū)別，互斥型信號(hào)量可以有效解決優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
圖1 互斥型信號(hào)量使用方法
2.參考代碼 ? ? 本例具有兩個(gè)任務(wù)，兩個(gè)任務(wù)都試圖通過串口打印內(nèi)容，此時(shí)串口就好比一個(gè)“資源”，某個(gè)任務(wù)使用串口資源時(shí)必須保護(hù)該資源，使用完串口之后在釋放資源。保護(hù)和釋放動(dòng)作便對(duì)應(yīng)互斥型信號(hào)量的兩個(gè)基本操作，xSemaphoreTake和xSemaphoreGive。 【代碼】 [cpp]?view plaincopy

/*?Standard?includes.?*/??

#include?<stdio.h>??

#include?<string.h>??

??

/*?Scheduler?includes.?*/??

#include?"FreeRTOS.h"??

#include?"task.h"??

#include?"queue.h"??

#include?"semphr.h"??

??

/*?Library?includes.?*/??

#include?"stm32f10x.h"??

??

#define?LED0_ON()???GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);??

#define?LED0_OFF()??GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);??

??

static?void?Setup(void);??

void?TaskA(?void?*pvParameters?);??

void?TaskB(?void?*pvParameters?);??

??

void?LedInit(void);??

void?UART1Init(void);??

??

/*?互斥信號(hào)量句柄?*/??

SemaphoreHandle_t?xSemaphore?=?NULL;??

??

int?main(void)??

{??

????/*?初始化硬件平臺(tái)?*/??

????Setup();??

????/*?創(chuàng)建互斥信號(hào)量?*/??

????xSemaphore?=?xSemaphoreCreateMutex();??

????/*?建立任務(wù)?*/??

????xTaskCreate(?TaskA,?"TaskA",?configMINIMAL_STACK_SIZE,?NULL,?tskIDLE_PRIORITY+3,?NULL?);??

????xTaskCreate(?TaskB,?"TaskB",?configMINIMAL_STACK_SIZE,?NULL,?tskIDLE_PRIORITY+4,?NULL?);??

????/*?啟動(dòng)OS?*/??

????vTaskStartScheduler();??

??????

????return?0;??

}??

??

void?TaskA(?void?*pvParameters?)??

{??

????for(?;;?)??

????{??

????????xSemaphoreTake(?xSemaphore,?portMAX_DELAY?);??

????????{??

????????????printf("Task?A\r\n");??

????????}??

????????xSemaphoreGive(?xSemaphore?);??

????????vTaskDelay(?2000/portTICK_RATE_MS?);??

????}??

}??

??

void?TaskB(?void?*pvParameters?)??

{??

????for(?;;?)??

????{??

????????xSemaphoreTake(?xSemaphore,?portMAX_DELAY?);??

????????{??

????????????printf("Task?B\r\n");??

????????}??

????????xSemaphoreGive(?xSemaphore?);??

????????vTaskDelay(?1000/portTICK_RATE_MS?);??

????}??

}??

??

static?void?Setup(?void?)??

{??

????LedInit();??

????UART1Init();??

}??

??

void?LedInit(?void?)??

{??

????GPIO_InitTypeDef?GPIO_InitStructure;??

????RCC_APB2PeriphClockCmd(?RCC_APB2Periph_GPIOB,?ENABLE?);??

????/*LED0?@?GPIOB.5*/??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Pin?=?GPIO_Pin_5;??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed?=?GPIO_Speed_50MHz;??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode?=?GPIO_Mode_Out_PP;??

????GPIO_Init(?GPIOB,?&GPIO_InitStructure?);??????

}??

??

void?UART1Init(void)??

{??

????GPIO_InitTypeDef?GPIO_InitStructure;??

????USART_InitTypeDef?USART_InitStructure;??

??????

????/*?第1步：打開GPIO和USART時(shí)鐘?*/??

????RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA?|?RCC_APB2Periph_USART1,?ENABLE);??

??????

????/*?第2步：將USART1?Tx@PA9的GPIO配置為推挽復(fù)用模式?*/??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Pin?=?GPIO_Pin_9;??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode?=?GPIO_Mode_AF_PP;??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed?=?GPIO_Speed_50MHz;??

????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);??

??????

????/*?第3步：將USART1?Rx@PA10的GPIO配置為浮空輸入模式?*/??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Pin?=?GPIO_Pin_10;??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode?=?GPIO_Mode_IN_FLOATING;??

????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);??

????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed?=?GPIO_Speed_50MHz;??

????GPIO_Init(GPIOA,?&GPIO_InitStructure);??

??????

????/*?第4步：配置USART1參數(shù)?

????波特率???=?9600?

????數(shù)據(jù)長(zhǎng)度?=?8?

????停止位???=?1?

????校驗(yàn)位???=?No?

????禁止硬件流控(即禁止RTS和CTS)?

????使能接收和發(fā)送?

????*/??

????USART_InitStructure.USART_BaudRate?=?9600;??

????USART_InitStructure.USART_WordLength?=?USART_WordLength_8b;??

????USART_InitStructure.USART_StopBits?=?USART_StopBits_1;??

????USART_InitStructure.USART_Parity?=?USART_Parity_No;??

????USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl?=?USART_HardwareFlowControl_None;??

????USART_InitStructure.USART_Mode?=?USART_Mode_Rx?|?USART_Mode_Tx;??

????USART_Init(USART1,?&USART_InitStructure);??

??????

????/*?第5步：使能?USART1，?配置完畢?*/??

????USART_Cmd(USART1,?ENABLE);??

??????

????/*?清除發(fā)送完成標(biāo)志?*/??

????USART_ClearFlag(USART1,?USART_FLAG_TC);??

??????

????/*?使能USART1發(fā)送中斷和接收中斷，并設(shè)置優(yōu)先級(jí)?*/??

????NVIC_InitTypeDef?NVIC_InitStructure;??

????//?NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);??

????/*?設(shè)定USART1?中斷優(yōu)先級(jí)?*/??

????NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel?=?USART1_IRQn;??

????NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority?=?configLIBRARY_KERNEL_INTERRUPT_PRIORITY;???

????NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority?=?0;??

????NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd?=?ENABLE;??

????NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);??

????/*?使能接收中斷?*/??

????//?USART_ITConfig(USART1,?USART_IT_RXNE,?ENABLE);???

}??

??

int?fputc(int?ch,?FILE?*f)??

{??

????/*?寫一個(gè)字節(jié)到USART1?*/??

????USART_SendData(USART1,?(uint8_t)?ch);??

????/*?等待發(fā)送結(jié)束?*/??

????while?(USART_GetFlagStatus(USART1,?USART_FLAG_TXE)?==?RESET)??

????{}??

????return?ch;??

}??

3.簡(jiǎn)單說明 SemaphoreHandle_t xSemaphore = NULL; 申明互斥型信號(hào)量，在FreeRTOS中二值型信號(hào)量和互斥型信號(hào)量類型完全相同。
xSemaphore = xSemaphoreCreateMutex(); 創(chuàng)建互斥型信號(hào)量。
xSemaphoreTake( xSemaphore, portMAX_DELAY ); //Take：拿資源 獲得資源的使用權(quán)，此處的等待時(shí)間為portMAX_DELAY（掛起最大時(shí)間），如果任務(wù)無法獲得資源的使用權(quán)，任務(wù)會(huì)處于掛起狀態(tài)。
?xSemaphoreGive( xSemaphore ); //Give：給出資源 ? ? 釋放資源的使用權(quán)。
4.總結(jié) ? ? 互斥型信號(hào)量和二值型信號(hào)量使用方法相似，但二值型信號(hào)量用于同步而互斥型信號(hào)量用于資源保護(hù)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的FreeRTOS学习笔记——互斥型信号量的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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