原创 九、freeRTOS 二值信号量

信号量

1 信号量用于共享资源的访问：

2 信号量用于任务同步：

为什么一直说在中断服务函数中，不能够做太多的事情？

在进入中断服务函数时，低优先级的中断就不能响应，同类型的中断也无法响应，所以就要求ISR一定要短，快进快出。

最好的解决方案时，在中断服务函数中发送一个信号量，在任务中等待信号量，实现任务同步。

二值信号量

二值信号量简介：

二值信号量其实就是一个只有一个队列项的队列，这个特殊的队列要么是满的，要么是空的，这不正好就是二值的吗？ 任务和中断使用这个特殊队列不用在乎队列中存的是什么消息，只需要知道这个队列是满的还是空的。可以利用这个机制来完成任务与中断之间的同步。

二值信号量执行流程：
 

创建信号量：

动态创建二值信号量：

实际上，信号量就是通过队列来实现的，源码如下：

1. #define semSEMAPHORE_QUEUE_ITEM_LENGTH ((uint8_t)0U)
3. #if (configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION == 1)
4. #define xSemaphoreCreateBinary() xQueueGenericCreate((UBaseType_t)1, semSEMAPHORE_QUEUE_ITEM_LENGTH, queueQUEUE_TYPE_BINARY_SEMAPHORE)
5. #endif

实际上，就是调用创建队列的函数。

信号量的创建方式如下所示：

释放信号量：

获取信号量：

获取函数参数说明：

中断中获取信号量：

二值信号量测试：

串口中断服务函数中接收数据，接收完成后（IDLE）释放二值信号量，任务中获取信号量，根据串口数据来响应。

程序如下所示：

1. uint8_t RX_BUFFER[USART_BUFFER_LEN]; // 串口接收缓冲区
2. SemaphoreHandle_t binary_semaphore = NULL; // 二值信号量句柄
4. void start_task(void *pvParameters)
5. {
6. taskENTER_CRITICAL();
8. binary_semaphore = xSemaphoreCreateBinary(); // 创建信号量
9. if (binary_semaphore != NULL)
10. {
11. printf("信号量创建成功!\n");
12. }
13. else
14. {
15. printf("信号量创建失败!\n");
16. }
18. // 创建任务1
19. xTaskCreate((TaskFunction_t )task1_task,
20. (char * )"task1_task",
21. (uint16_t )TASK1_TASK_SIZE,
22. (void * )NULL,
23. (UBaseType_t )TASK1_TASK_PRIO,
24. (TaskHandle_t * )&task1_task_Handle);
25. // 创建任务2
26. xTaskCreate((TaskFunction_t )task2_task,
27. (char * )"task2_task",
28. (uint16_t )TASK2_TASK_SIZE,
29. (void * )NULL,
30. (UBaseType_t )TASK2_TASK_PRIO,
31. (TaskHandle_t * )&task2_task_Handle);
32. taskEXIT_CRITICAL();
33. // 删除开始任务
34. vTaskDelete(start_Task_Handle);
35. }
37. void task1_task(void *pvParameters)
38. {
39. for (;;)
40. {
41. printf("task1 running\r\n");
42. vTaskDelay(1000);
43. }
44. }
46. void task2_task(void *pvParameters)
47. {
48. uint16_t count = 0;
49. BaseType_t err_state;
50. for (;;)
51. {
52. if (binary_semaphore != NULL)
53. {
54. // 一直等待，直到获取到二值信号量
55. err_state = xSemaphoreTake(binary_semaphore, portMAX_DELAY);
56. if (err_state == pdTRUE)
57. {
58. if (strcmp((char *)RX_BUFFER, "LED_ON") == 0)
59. {
60. LED_RED;
61. }
62. if (strcmp((char *)RX_BUFFER, "LED_OFF") == 0)
63. {
64. LED_ALL_OFF;
65. }
66. if (strcmp((char *)RX_BUFFER, "BEEP_ON") == 0)
67. {
68. BEEP_ON;
69. }
70. if (strcmp((char *)RX_BUFFER, "BEEP_OFF") == 0)
71. {
72. BEEP_OFF;
73. }
74. memset(RX_BUFFER, 0, USART_BUFFER_LEN);
75. }
76. }
77. printf("we get %d times binary\n", ++count);
78. vTaskDelay(20);
79. }
80. }
82. void USART1_IRQHandler(void)
83. {
84. static uint16_t i = 0;
85. uint32_t temp;
86. BaseType_t pxHigherPriorityTaskWoken;
87. BaseType_t error_state;
89. // 保存接收数据到RX_BUFFER缓冲区
90. if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE))
91. {
92. RX_BUFFER[i++] = huart1.Instance->DR;
93. __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE);
94. }
96. // 串口数据接收完成，串口空闲时，释放信号量
97. if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE))
98. {
99. i = 0;
100. if (binary_semaphore != NULL)
101. {
102. error_state = xSemaphoreGiveFromISR(binary_semaphore, &pxHigherPriorityTaskWoken);
103. if (error_state != pdTRUE)
104. {
105. printf("二值信号量释放失败!\n");
106. }
108. // 判断是否需要进行任务切换
109. if (pxHigherPriorityTaskWoken == pdTRUE)
110. {
111. taskYIELD();
112. }
113. }
115. // 清除空闲中断（依次读取SR DR）
116. temp = huart1.Instance->SR;
117. temp = huart1.Instance->DR;
118. }
119. }

测试结果：

 转载于：https://blog.csdn.net/dingyc_ee/article/details/104108665