[FreeRTOS 功能应用] 信号量功能应用

文章目录

- 一、基础知识点
- 二、代码讲解
- 三、结果演示
- 四、代码下载

一、基础知识点

[FreeRTOS 基础知识] 信号量概念
[FreeRTOS 内部实现] 信号量
[FreeRTOS 内部实现] 创建任务 xTaskCreate函数解析

本实验是基于STM32F103开发移植FreeRTOS实时操作系统，信号量实战操作。
使用工具：Keil、串口工具

二、代码讲解

1、使用xSemaphoreCreateBinary函数创建信号量

// 路径：项目\Core\Src\freertos.c
// 全局变量
SemaphoreHandle_t g_Semaphore;
g_Semaphore = xSemaphoreCreateBinary( );

2、使用osThreadCreate创建任务
两个任务Sender1负责释放信号量，一个任务Seceiver接收信号量。

// 路径：项目\Core\Src\freertos.c
// 全局变量
osThreadId Sender1_Handle;
osThreadId Seceiver_Handle;if ( g_Semaphore != NULL )
{// 创建两个任务osThreadDef(Sender1, vSendTask, osPriorityHigh, 0, 1000);Sender1_Handle = osThreadCreate(osThread(Sender1), NULL);if( Sender1_Handle != NULL ){printf("Succeeded in creating Sender1_Handle Queue. Procedure!\n\r");}else{printf("Fail in creating Sender1_Handle Queue. Procedure!\n\r");}osThreadDef(Seceiver, vSeceiverTask, osPriorityNormal, 0, 1000);Seceiver_Handle = osThreadCreate(osThread(Seceiver), NULL);		if( Seceiver_Handle != NULL ){printf("Succeeded in creating Seceiver_Handle Queue. Procedure!\n\r");}else{printf("Fail in creating Seceiver_Handle Queue. Procedure!\n\r");}		
}

函数中通过osThreadDef 宏构建osThreadDef_t 结构体，名称os_thread_def_##name（## 表示字符拼接），结构体成员包括：#name 任务名称；thread 任务处理函数；priority 任务优先级；instances 实例； stacksz 栈大小；

#define osThreadDef(name, thread, priority, instances, stacksz)  \
const osThreadDef_t os_thread_def_##name = \
{ #name, (thread), (priority), (instances), (stacksz), NULL, NULL }

将构建的osThreadDef_t 结构体传入osThreadCreate函数中，实际调用xTaskCreate函数创建任务。

osThreadId osThreadCreate (const osThreadDef_t *thread_def, void *argument)
{TaskHandle_t handle;if (xTaskCreate((TaskFunction_t)thread_def->pthread,(const portCHAR *)thread_def->name,thread_def->stacksize, argument, makeFreeRtosPriority(thread_def->tpriority),&handle) != pdPASS)  {return NULL;} return handle;
}

3、Sender1 任务函数vSendTask 实现

任务函数vSendTask，循环发送三个信号量。由于创建的信号量是二进制的，因此只有1个空间。当连续发送时，数字大于1就会显示发送失败，这个任务放入队列中等候。

void vSendTask(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */int32_t i;/* Infinite loop */for(;;){for(i = 0; i <3; i++){if (pdPASS == xSemaphoreGive(g_Semaphore))		// 释放（发送）信号量printf("DWB Sent SUCCESS ---> Message %d sent successfully! \n\r",i);elseprintf("DWB Sent FAIL ---> Message %d sent Fail! \n\r",i);}vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(250));   // 延时250ms}	/* USER CODE END StartDefaultTask */
}

4、Seceiver任务函数 vSeceiverTask实现

void vSeceiverTask(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */BaseType_t xReturn = pdTRUE;   /* 定义一个创建信息返回值，默认为pdTRUE */const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 10UL );/* Infinite loop */for(;;){xReturn = xSemaphoreTake(g_Semaphore, xTicksToWait);      // 获取信号量         if (pdTRUE == xReturn)printf("DWB Receive SUCCESS ---> The data received. \n");elseprintf("DWB Receive FAIL ---> Data reception error, error code :%ld. \n\r",xReturn);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(300));   // 延时300ms}	
}