FreeRTOS 二值信号量 详解

简介: FreeRTOS 二值信号量 详解

什么是信号量?

信号量(Semaphore),是在多任务环境下使用的一种机制,是可以用来保证两个或多个关键代 码段不被并发调用。


信号量这个名字,我们可以把它拆分来看,信号可以起到通知信号的作用,然后我们的量还可以 用来表示资源的数量,当我们的量只有0和1的时候,它就可以被称作二值信号量,只有两个状 态,当我们的那个量没有限制的时候,它就可以被称作为计数型信号量。


信号量也是队列的一种。


什么是二值信号量?

二值信号量其实就是一个长度为1,大小为零的队列,只有0和1两种状态,通常情况下,我们用 它来进行互斥访问或任务同步。


互斥访问:比如门跟钥匙,只有获取到钥匙才可以开门


任务同步:比如录完视频后才能看视频


二值信号量相关 API 函数

                                   函数                                   描述
xSemaphoreCreateBinary() 使用动态方式创建二值信号量
xSemaphoreCreateBinaryStatic() 使用静态方式创建二值信号量
xSemaphoreGive() 释放信号量
xSemaphoreGiveFromISR() 在中断中释放信号量
xSemaphoreTake() 获取信号量
xSemaphoreTakeFromISR() 在中断中获取信号量

1. 创建二值信号量

SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateBinary( void )

参数:


返回值:


  • 成功,返回对应二值信号量的句柄;
  • 失败,返回 NULL 。

2. 释放二值信号量

BaseType_t xSemaphoreGive( SemaphoreHandle_t xSemaphore )

参数:


  • xSemaphore:要释放的信号量句柄

返回值:


  • 成功,返回 pdPASS ;
  • 失败,返回 errQUEUE_FULL 。

3. 获取二值信号量

BaseType_t xSemaphoreTake( SemaphoreHandle_t xSemaphore,
                    TickType_t xTicksToWait );

参数:

  • xSemaphore:要获取的信号量句柄
  • xTicksToWait:超时时间,0 表示不超时,portMAX_DELAY表示卡死等待;

返回值:

  • 成功,返回 pdPASS ;
  • 失败,返回 errQUEUE_FULL 。

二值信号量实操

实验需求


创建一个二值信号量,按下 KEY1 则释放信号量,按下 KEY2 获取信号量。


1.打开CubeMX,将FreeRTOS移植到STM32F103C8T6,具体看我之前写过的文章


将FreeRTOS移植到STM32F103C8T6


2.然后创建两个任务用来放入和获取信号量


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3.创建一个二值信号量,然后导出代码


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4.进行代码编写:


freertos.c


void StartTaskGive(void const * argument)
{
  for(;;)
  {
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
    {
      osDelay(20);
      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
      {                                               
        if(xSemaphoreGive(myBinarySem01Handle) == pdTRUE) 
          printf("二值信号量放入成功\r\n");
        else
          printf("二值信号量放入失败\r\n");
      }
      while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);
    }
    osDelay(10);
  }
}
 
 
void StartTaskTake(void const * argument)
{
  for(;;)
  {
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
    {
      osDelay(20);
      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
      {
                                // 0 表示不超时,portMAX_DELAY表示卡死等待      
        if(xSemaphoreTake(myBinarySem01Handle, portMAX_DELAY ) == pdTRUE) 
          printf("二值信号量获取成功\r\n");
        else
          printf("二值信号量获取失败\r\n");
      }
      while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);
    }
    osDelay(10);
  }
}


5.打开串口调试助手,用CubeMX初始化后二值信号量已经先放入成功,所以可以直接获得

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