FreeRTOS之二值信号量与计数信号量

最新推荐文章于 2025-02-02 15:16:56 发布
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分类专栏： FreeRTOS 文章标签： freertos stm32
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_45661238/article/details/108569325
版权

FreeRTOS之二值信号量与计数信号量

声明：本人按照正点原子的FreeRTOS例程进行学习的，欢迎各位大佬指责和批评，谢谢！

  1. 二值信号量
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
#include "lcd.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "malloc.h"
#include "semphr.h"


#define START_TASK_PRIO				1			//任务优先级
#define START_STK_SIZE 				256  		//任务堆栈大小
TaskHandle_t StartTask_Handler;					//任务句柄
void start_task(void *pvParameters);		    //任务函数

#define LED_TASK_PRIO     		2			    //任务优先级
#define LED_STK_SIZE 	        128  		    //任务堆栈大小
TaskHandle_t LedTask_Handler;			        //任务句柄
void led_task(void *pvParameters);		        //任务函数

#define TASK1_TASK_PRIO				3			//任务优先级
#define TASK1_STK_SIZE 				256  		//任务堆栈大小
TaskHandle_t Task1Task_Handler;					//任务句柄
void task1_task(void *pvParameters);			//任务函数

#define TASK2_TASK_PRIO				4			//任务优先级
#define TASK2_STK_SIZE 				128  		//任务堆栈大小
TaskHandle_t Task2Task_Handler;					//任务句柄
void task2_task(void *pvParameters);			//任务函数

SemaphoreHandle_t BinarySemaphore = NULL;	//二值信号量句柄
/**
*二值信号量：其实更偏向应用于同步功能，发送信号量与接收信号量之间进行同步，传递的量值不是1就是0.
             当信号量的共享区域满了就是1，不满就是0，可以是这么理解。
             此实验，实现的是：
                                任务1中，当按键按下，发送信号量
                                任务2中，获取信号量，串口调试助手显示结果。
*/
//LCD刷屏时使用的颜色
int lcd_discolor[14]={	WHITE, BLACK, BLUE,  BRED,      
						GRED,  GBLUE, RED,   MAGENTA,       	 
						GREEN, CYAN,  YELLOW,BROWN, 			
						BRRED, GRAY };
						
int main(void)
{ 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
	delay_init(168);					//初始化延时函数
	uart_init(115200);     				//初始化串口
  
	LED_Init();		        			//初始化LED端口
	KEY_Init();
	BEEP_Init();
	LCD_Init();							//初始化LCD
    my_mem_init(SRAMIN);     //初始化内存池
  
  
	POINT_COLOR = RED;
	LCD_ShowString(30,10,200,16,16,"ATK STM32F407");	
	LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"FreeRTOS 测试");
	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"任务状态查询");
	
	//创建开始任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄              
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}

//开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区

    //创建二值信号量
	BinarySemaphore = xSemaphoreCreateBinary();
    if(BinarySemaphore != NULL)
        printf("创建二值信号量成功\r\n");
    //创建LED任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led_task,             
                (const char*    )"led_task",           
                (uint16_t       )LED_STK_SIZE,        
                (void*          )NULL,                  
                (UBaseType_t    )LED_TASK_PRIO,        
                (TaskHandle_t*  )&LedTask_Handler);   
    //创建TASK1任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1_task,     
                (const char*    )"task1_task",   
                (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK1_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task1Task_Handler); 
    //创建TASK2任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task2_task,     
                (const char*    )"task2_task",   
                (uint16_t       )TASK2_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK2_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task2Task_Handler); 
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}

//led0任务函数
void led_task(void *pvParameters)
{	
    while(1)
    {
        LED0=!LED0;
        vTaskDelay(500);             	//延时500ms，也就是500个时钟节拍	
    }									
}
//task1任务函数
void task1_task(void *pvParameters)
{   
    BaseType_t xreturn = pdPASS;
    while(1)
    {
        if(KEY_Scan(1) == KEY1_PRES)
        {/*KEY1按下*/
            xreturn = xSemaphoreGive(BinarySemaphore);
            if(xreturn == pdTRUE)
            {
                printf("发送信号量成功\r\n");
            }
        }
    }
}
//task2任务函数
void task2_task(void *pvParameters)
{
    BaseType_t err=pdTRUE;
    while(1)
    {
        err = xSemaphoreTake(BinarySemaphore,portMAX_DELAY);//BinarySemaphore:传入的信号量 portMAX_DELAY ：最大阻塞的时间，一直阻塞
        if(err == pdTRUE)
        {
            printf("获取信号量成功\r\n");
        }    
        else
        {
            printf("获取信号量失败\r\n");
            vTaskDelay(10);
        }
            
    }
}
  1. 计数信号量
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "timer.h"
#include "lcd.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "malloc.h"
#include "semphr.h"


#define START_TASK_PRIO				1			//任务优先级
#define START_STK_SIZE 				256  		//任务堆栈大小
TaskHandle_t StartTask_Handler;					//任务句柄
void start_task(void *pvParameters);		    //任务函数

#define LED_TASK_PRIO     		2			    //任务优先级
#define LED_STK_SIZE 	        128  		    //任务堆栈大小
TaskHandle_t LedTask_Handler;			        //任务句柄
void led_task(void *pvParameters);		        //任务函数

#define TASK1_TASK_PRIO				3			//任务优先级
#define TASK1_STK_SIZE 				256  		//任务堆栈大小
TaskHandle_t Task1Task_Handler;					//任务句柄
void task1_task(void *pvParameters);			//任务函数

#define TASK2_TASK_PRIO				4			//任务优先级
#define TASK2_STK_SIZE 				128  		//任务堆栈大小
TaskHandle_t Task2Task_Handler;					//任务句柄
void task2_task(void *pvParameters);			//任务函数

SemaphoreHandle_t CountSemaphore = NULL;	//计数信号量句柄
/**
*计数信号量

*/
//LCD刷屏时使用的颜色
int lcd_discolor[14]={	WHITE, BLACK, BLUE,  BRED,      
						GRED,  GBLUE, RED,   MAGENTA,       	 
						GREEN, CYAN,  YELLOW,BROWN, 			
						BRRED, GRAY };
						
int main(void)
{ 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
	delay_init(168);					//初始化延时函数
	uart_init(115200);     				//初始化串口
  
	LED_Init();		        			//初始化LED端口
	KEY_Init();
	BEEP_Init();
	LCD_Init();							//初始化LCD
    my_mem_init(SRAMIN);     //初始化内存池
  
  
	POINT_COLOR = RED;
	LCD_ShowString(30,10,200,16,16,"ATK STM32F407");	
	LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"FreeRTOS 测试");
	LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"任务状态查询");
	
	//创建开始任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄              
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}

//开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区

    //创建二值信号量
	CountSemaphore = xSemaphoreCreateCounting(5,5); //
    if(CountSemaphore != NULL)
        printf("创建计数信号量成功\r\n");
    //创建LED任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led_task,             
                (const char*    )"led_task",           
                (uint16_t       )LED_STK_SIZE,        
                (void*          )NULL,                  
                (UBaseType_t    )LED_TASK_PRIO,        
                (TaskHandle_t*  )&LedTask_Handler);   
    //创建TASK1任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1_task,     
                (const char*    )"task1_task",   
                (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK1_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task1Task_Handler); 
    //创建TASK2任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task2_task,     
                (const char*    )"task2_task",   
                (uint16_t       )TASK2_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )TASK2_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&Task2Task_Handler); 
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}

//led0任务函数
void led_task(void *pvParameters)
{	
    while(1)
    {
        LED0=!LED0;
        vTaskDelay(500);             	//延时500ms，也就是500个时钟节拍	
    }									
}
//task1任务函数
void task1_task(void *pvParameters)
{   /*按键，KEY0按下就获取，KEY1按下就释放*/
    
    BaseType_t xreturn = pdPASS;
    while(1)
    {
        if(KEY_Scan(1) == KEY0_PRES)
        {/*KEY0按下*/
            xreturn = xSemaphoreTake(CountSemaphore,0);//获取
            if(xreturn == pdTRUE)
                printf("按键0被按下，获取到一个停车位\r\n");
            else
                printf("按键0被按下，不好意思，停车位已满\r\n");
        }
        vTaskDelay(20);
    }
}
//task2任务函数
void task2_task(void *pvParameters)
{
    /*按键，KEY0按下就获取，KEY1按下就释放*/
    
    BaseType_t xreturn = pdPASS;
    while(1)
    {
        if(KEY_Scan(1) == KEY1_PRES)
        {/*KEY1按下*/
            xreturn = xSemaphoreGive(CountSemaphore);//释放
            if(xreturn == pdTRUE)
                printf("KEY1按下，释放一个停车位\r\n");
            else
                printf("KEY1按下，但已无车位可以释放\r\n");
        }
        
        vTaskDelay(20);
    }
}

下面在串口调试助手查看打印的结果：
在这里插入图片描述

结束

FreeRTOS 二值信号量
terastudio的博客
05-14 428
运行过程描述如下：  任务 Task1 运行过程中调用函数 xSemaphoreTake 获取信号量资源，如果信号量没有被任务 Task2占用，Task1 将直接获取资源。如果信号量被 Task2 占用，任务 Task1 将由运行态转到阻塞状态，等待资源可用。一旦获取了资源并使用完毕后会通过函数 xSemaphoreGive 释放掉资源。  任务 Task2 运行过程中调用函数 xSemaphoreTake 获取信号量资源，如果信号量没有被任务 Task1占用，Task2 将直接获取资源。如果信号量被
【FreeRTOS】07 二值信号量、计数信号量
小白白学电子
06-22 1972
本节开始讲freeRTOS的信号量，先从最基本的二值信号量讲起，后面会讲解计数信号量，最后是信号量与临界段保护的区别。
FreeRTOS 二值信号量，互斥信号量，递归互斥信号量
weixin_34357267的博客
07-21 1627
以下转载自安富莱电子： http://forum.armfly.com/forum.php 本章节讲解 FreeRTOS 任务间的同步和资源共享机制，二值信号量。 二值信号量是计数信号量的一种特殊形式，即共享资源为 1 的情况。 FreeRTOS 分别提供了二值信号量和计数信号量，其中二值信号量可以理解成计数信号量的一种特殊形式，即初始化为仅有一个资源可以使用，只不过 FreeRTOS 对这两种都...
FreeRTOS信号量---二值信号量
qq_41683305的博客
11-26 2476
信号量可以用来进行资源管理和任务同步，FreeRTOS中信号量又分为二值信号量、计算型信号量、互斥信号量和递归互斥信号量
FreeRTOS（二值信号量）
qq_57594025的博客
08-12 3090
当信号量被获取了，信号量值变为0；当信号量被释放了，信号量值变为1。把这种取值只有0与1两种状态的信号量称之为二值信号量。创建二值信号量时，系统会为创建的二值信号量分配内存二值信号量是一种长度为1，消息大小为0的特殊消息队列。因为这个队列只有空或满两种状态，而且消息大小为0，因此在运用时，只需要知道队列中是否有消息即可，而无需关注消息是什么。
FreeRTOS二值信号量
m0_50916087的博客
05-27 139
串口接收数据，在接收中断服务函数中： 判断串口是否接收成功，并且判断二值信号量是否有效： if（（USART_RX_STA&ox8000）&&（BinarySemaphore！=NULL）） 其中USART_RX_STA是接受状态标志，BinarySemaphore是二值信号量句柄 判断完成后，释放二值信号量： xSemaphoreGiveFromISR（BinarySemaphore，&xHigherPriorityTaskWoken） 如果需要的话，进行一次任务切换。 在
FreeRtos开发之二值信号量
qq_40170041的博客
12-02 893
等到数据到来了，在中断函数中释放一个二值信号量，任务就立即从阻塞态中解除，进入就绪态，然后在运行时处理数据，这样系统的资源就会得到很好的利用。Task1 阻塞的情况下，串口接收到数据进入到了串口中断服务程序，在串口中断服务程序中调用函数xSemaphoreGiveFromISR 释放信号量资源，信号量数值加 1，此时信号量计数值为 1，任务 Task1由阻塞态进入到就绪态，在调度器的作用下由就绪态又进入到运行态，任务Task1 获得信号量后，信号量数值减 1，此时信号量计数值又变成了 0。
【FreeRTOS 教程 六】二进制信号量与计数信号量
The_xz的博客
02-02 799
队列数据可用时，任务将取消阻塞，从队列中检索数据，然后执行必要的数据处理。阻塞时间表示在尝试“获取”信号量时，如果信号量不足立即可用，任务应进入阻塞状态的。中断始终“提供”信号量（将写入队列使其为满），但从不获取信号量。在许多情况下，任务通知可以提供二进制信号量的轻量级替代方案。创建一个计数信号量，并返回一个可以引用该新建信号量的句柄。创建一个计数信号量，并返回一个可以引用该新建信号量的句柄。创建一个二进制信号量，并返回一个可以引用该信号量的句柄。创建一个二进制信号量，并返回一个可以引用该信号量的句柄。
FreeRTOS信号量-计数信号量-创建函数的运用.zip
最新发布
05-06
基于STM32F1系列FreeRTOS的移植使用 详细移植过程可以参考： 信号量相关章节：https://blog.youkuaiyun.com/manongdky/category_12958368.html?spm=1001.2014.3001.5482
FreeRTOS二值信号量使用
freemote的博客
02-14 1709
基本特性 二值信号量常用于互斥和同步。 二值信号量和互斥量非常相似，但是又有区别。互斥量有优先级继承机制，二值信号量没有。 二值信号量更适合用于同步（任务与任务之间，任务与中断之间）。 互斥量更适合用于简单的互斥访问。 阻塞任务 当一个任务尝试读取信号量的时候，如果信号量无效，那么可以制定一个阻塞时间，在这个时间内任务进入阻塞状态。如果有多个任务阻塞在同一个信号量，当信...
FreeRTOS二值信号量实验.rar
03-08
本文是有关于二值信号量本文是有关于二值信号量本文是有关于二值信号量本文是有关于二值信号量本文是有关于二值信号量
FreeRTOS-二值信号量
weixin_48056272的博客
08-16 271
二值信号量通常适用于互斥访问和任务同步，与互斥信号量比较类似，但是二值信号量有可能导致优先级翻转的问题，所以二值信号量。使用二值信号量过程：创建二值信号量->释放二值信号量(++)->获取二值信号量(--)(3)设置阻塞时间为1000ms，获取信号量，成功打印字符串，翻转LED1。二值信号量的本质是队列长度为1的队列，该队列只有空和满两种情况。(2)Task2:获取二值信号量，成功获取后打印，翻转LED1。(1)Task1:按下KEY1按键，释放二值信号量。(2)按下KEY1按键，释放二值信号量。
FreeRTOS信号量详解第二讲（全网最全）——二值信号量
留小乙的博客
10-25 6764
一、二值信号量简介 二值信号量通常用于互斥访问或同步，二值信号量和互斥信号量非常类似，但是还是有一些细微的差别，互斥信号量拥有优先级继承机制，二值信号量没有优先级继承。因此二值信号另更适合用于同步（任务与任务或任务与中断的同步），而互斥信号量适合用于简单的互斥访问。和队列一样，信号量API函数允许设置一个阻塞时间，阻塞时间是当任务获取信号量的时候由于信号量无效从而导致任务进入阻塞态的最大时钟节拍数。如果多个任务同时阻塞在同一个信号量上的话那么优先级最高的那个任务优先获得信号量，这样当信号量有效的时候高优先级
Freertos代码之二值信号量
xiaozhi
08-17 385
二值信号量任务与任务、中断与任务之间的同步。 创建函数 xSemaphoreCreateBinary 获取信号量函数 xSemaphoreTake() xSemaphoreTakeFromISR() 释放信号量函数 xSemaphoreGive() xSemaphoreGiveFromISR() /* * xSemaphoreCreateBinary */ 创建一个队...
【复习笔记】FreeRTOS(七) 二值信号量和计数信号量
weixin_43811044的博客
04-18 1707
本文是FreeRTOS复习笔记的第七节，信号量。
FreeRTOS系列|二值信号量
kunkliu的博客
05-25 1733
1. 信号量简介 信号量一般用来进行资源管理和任务同步，FreeRTOS中信号量又分为二值信号量、计数型信号量、互斥信号量和递归互斥信号量。 :root { --mermaid-font-family: “trebuchet ms”, verdana, arial;}
深入探索FreeRTOS中的二值信号量应用
2. 二值信号量概念: 在信号量的分类中，二值信号量是一种特殊的计数信号量，其值只能是0或1。它通常用于实现互斥或提供简单的同步机制。二值信号量可以用来实现对共享资源的互斥访问，确保任何时候只有一个任务能...
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