原创 6. ESP32开发之freeRTOS的信号量

 2025-5-18 20:48  55 0 分类: MCU/ 嵌入式文集: ESP32

什么是信号量
信号量能干啥
信号量的函数
实例举例
总结

什么是信号量

简而言之，就是发出通知，接收通知的任务获得通知后去干啥啥。通知有多有少。自定义通知数量的，叫计数型信号量；只有有无（即“0”，“1”）通知的，叫二进制信号量。

信号量能干啥

资源管理：控制多个任务对共享资源（如外设、内存块）的访问权限，避免竞争条件
任务同步：实现任务间的时序协调（如等待某个事件完成）
中断与任务通信：在中断服务程序（ISR）中快速通知任务处理事件（需使用 xxxFromISR 版本的函数）

信号量的函数

创建二进制信号量函数原型

SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateBinary()//返回值为SemaphoreHandle_t结构体指针，即创建的信号量，不成功返回NULL

释放信号量，使信号量计数加1

xSemaphoreGive(xSemaphore)

获取信号量，使信号量计数减1

xSemaphoreTake(xSemaphore, //创建的信号量
xBlockTime //等待时间，超时则返回pdFulse
);

创建计数型信号量

SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateCounting(
UBaseType_t uxMaxCount, //最大计数值
UBaseType_t uxInitialCount//初始计数值
);//返回值为SemaphoreHandle_t结构体指针，即创建的信号量，不成功返回NULL

删除信号量

void vSemaphoreDelete( SemaphoreHandle_t xSemaphore );

实例

二进制信号量的使用

/**
* Copyright (C) 2024-2034 HalfMoon2.
* All rights reserved.
*
* @file Filename without the absolute path
* @brief Brief description
* @author HalfMoon2
* @date 2025-04-29
* @version v0.1
*
* @revision history:
* 2025-04-29 - Initial version.
*/
#include <stdio.h>
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>
#include <freertos/semphr.h>
#include <esp_log.h>

SemaphoreHandle_t semap=NULL;

void taskA(void *pvParam)
{
while(1){
xSemaphoreGive(semap);

vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}
}

void taskB(void *pvParam)
{
BaseType_t num=0;
while(1){
if(xSemaphoreTake(semap,pdMS_TO_TICKS(500))==pdPASS){
num++;
ESP_LOGI("taskB","num is %d",num);
}else{
ESP_LOGI("taskB","Take failed");
}

}
}

void app_main(void)
{
semap=xSemaphoreCreateBinary();
xTaskCreatePinnedToCore(taskA,"taskA",2048,NULL,4,NULL,1);
xTaskCreatePinnedToCore(taskB,"taskB",2048,NULL,3,NULL,1);

}

结果解析：taskB任务每500ms获取一次信号量，当获取成功则num变量加一，然而taskA任务每1000ms发出一个信号量，所以taskB每间隔500ms会失败一次。

计数型信号量使用

/**
* Copyright (C) 2024-2034 HalfMoon2.
* All rights reserved.
*
* @file Filename without the absolute path
* @brief Brief description
* @author HalfMoon2
* @date 2025-04-30
* @version v0.1
*
* @revision history:
* 2025-04-30 - Initial version.
*/
#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>
#include <freertos/semphr.h>
#include <esp_log.h>

SemaphoreHandle_t semap=NULL;

void taskA(void *pvParam)
{
while(1){
xSemaphoreGive(semap);

vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}
}

void taskB(void *pvParam)
{
BaseType_t num=0;
while(1){
if(xSemaphoreTake(semap,pdMS_TO_TICKS(400))==pdPASS){
num++;
ESP_LOGI("taskB","num is %d",num);
}else{
ESP_LOGI("taskB","Take failed");
}
}
}

void app_main(void)
{
semap=xSemaphoreCreateCounting(3,2);
xTaskCreatePinnedToCore(taskA,"taskA",2048,NULL,4,NULL,1);
xTaskCreatePinnedToCore(taskB,"taskB",2048,NULL,3,NULL,1);
}