RT-Thread_manual 学习笔记(四)--任务间同步及通信

对于操作访问同一个区域,称它为临界区。任务的同步方式有很多种,其核心思想都是:在访问临界区的时候只允许一个任务运行。

关闭中断

中断锁,当中断关闭的时候,就意味着当前的任务不会被 其他事件打断,也就是当前线程不会被抢占,除非主动放弃了处理器控制权。关闭中断/恢复中断API接口由BSP实现。容易得出,关闭中断的时间必须非常短,如几个机器指令  适用于任何场合

调度器锁

可以响应外部中断,调度器不会立刻执行它,必须等到调用调度器解锁函数。适用场合:线程与线程间同步的场合,不能用于中断和线程之间的同步或通知

信号量   互斥量

轻型的用于解决线程间同步的问题。信号量就像一把钥匙,把一段临界区给锁住,只允许有钥匙的线程进行访问:线程拿到了钥匙,才允许它进入临界区;而离开后把钥匙传递给排队在后面的等待线程,让后续线程依次进入临界区。

在RT-Thread操作系统中实现的是优先级继承算法。优先级继承是通过在线程A被阻塞的期间内,将线程C的优先级提升到线程A的优先级别,从而解决优先级翻转引起的问题。这样能够防止C(间接地防止A)被B抢占。优先级继承协议是指,提高某个占有某种资源的低优先级线程的优先级,使之与所有等待该资源的线程中优先级最高的那个线程的优先级相等,然后执行,而当这个低优先级线程释放该资源时,优先级重新回到初始设定。因此,继承优先级的线程避免了系统资源被任何中间优先级的线程抢占。

事件

事件主要用于线程间的同步,与信号量不同,它的特点是可以实现一对多,多对多的同步。一个线程可以等待多个事件的触发。

RT-Thread定义的事件有以下特点:
• 事件只与线程相关,事件间相互独立:每个线程拥有32个事件标志,采用一个32 bit
无符号整型数进行记录,每一个bit代表一个事件。若干个事件构成一个事件集;
• 事件仅用于同步,不提供数据传输功能;
• 事件无排队性,即多次向线程发送同一事件(如果线程还未来得及读走),其效果等同
于只发送一次。

使用场合,线程间同步 一个线程或中断服务例程序发送一个事件给事件兑现,而后的代的线程被唤醒并对相应的时间进行处理。但是它与信号量不同的是,事件的发送操作在时间未清除前,是不可累计的,而信号量的释放动作是累计的。

事件另外一个特性是,接收线程可等待多种事件,即多个事件对应一个线程或多个线程。同时按照线程等待的参数,可选择是“逻辑或”触发还是“逻辑与”触发。这个特性也是信号量等所不具备的,信号量只能识别单一的释放动作,而不能同时等待多种类型的释放。

邮箱

邮箱服务是实时操作系统中常见的任务间通信方法。特点是开销比较低,效率较高。邮箱中每一封邮件只能容纳4个字节(针对32位系统,指针的大小为4个字节,所以一封邮件加好能够容纳 一个指针)。典型的邮箱也称作交换消息。

邮箱是一种简单的线程间消息传递方式,在RT-Thread操作系统的实现中能够一次传递4字节邮件,并且邮箱具备一定的存储功能,能够缓存一定数量的邮件数(邮件数由创建、初始化邮箱时指定的容量决定)。邮箱中一封邮件的最大长度是4字节,所以邮箱能够用于不超过4字节的消息传递,当传送的消息长度大于这个数目时就不能再采用邮箱的方式。最重要的是,在32位系统上4字节的内容恰好适合放置一个指针,所以邮箱也适合那种仅传递指针的情况。


<think>好的,我现在需要帮助用户查找关于STM32F4微控制器的资料、教程和开发环境配置的相关信息。首先,我得确认用户的具体需求是什么。他们可能刚开始接触STM32F4,需要从基础开始了解,包括资料、教程和如何配置开发环境。 首先,资料部分,我应该考虑官方提供的文档,比如参考手册和数据手册,这些是最权威的来源。还有STM32CubeF4软件包,里面有很多例程,对初学者和进阶开发者都有用。社区和论坛也是重要的资源,像ST社区、电子工程世界,这些地方用户可能会找到常见问题的解答和经验分享。 接下来是教程部分。官方提供的入门指南和培训材料是必须提到的,比如ST官方的STM32F4 Discovery教程。另外,一些知名的第三方网站,比如Hackster.io和Instructables,有很多实践项目,适合动手学习。书籍的话,推荐几本经典的中文书籍,用户可能更习惯看书学习。 然后是开发环境配置。常用的开发环境有Keil MDK-ARM、IAR Embedded Workbench,以及免费的STM32CubeIDE。需要详细说明每个工具的安装步骤和基本配置,特别是STM32CubeMX的使用,因为它能帮助生成初始化代码,简化配置过程。另外,开源的PlatformIO也是一个不错的选择,适合喜欢VS Code的用户。 在整理这些信息的时候,要注意结构清晰,分点列出,让用户一步步跟着做。同时,要确保推荐的资源是当前可用的,链接没有过时。可能还需要提到如何下载和安装驱动程序,比如ST-Link驱动,这对连接开发板至关重要。 用户可能遇到的问题包括开发环境配置中的兼容性问题,或者如何找到适合自己项目的例程。这时候需要建议他们查阅官方文档或社区支持。此外,对于不同的开发工具,可能需要不同的配置步骤,需要简明扼要地说明每个工具的关键点。 最后,生成的相关问题需要考虑用户可能的后续需求,比如外设模块的使用、RTOS集成、低功耗设计等,这些都是STM32F4开发中常见的话题。确保这些问题能引导用户进一步深入学习,解决实际开发中的挑战。 总结一下,回答需要覆盖资料获取途径、教程资源、开发环境配置步骤,以及常见问题的解决建议,同时结构清晰,分点说明,确保用户能够按照步骤顺利进行开发环境的配置和开始项目开发。</think>### STM32F4微控制器资料与开发环境配置指南 #### 一、核心资料获取 1. **官方文档** - **参考手册(RM)**:包含STM32F4所有外设模块的详细说明,如GPIO、定时器、ADC等[^1]。 - **数据手册(DS)**:提供芯片电气特性、引脚定义和封装信息[^2]。 - **应用笔记(AN)**:如《AN2606(STM32启动模式详解)》等实战指导文档[^3]。 - 下载地址:ST官网搜索"STM32F4 Reference Manual"或芯片型号(如STM32F407VG)。 2. **STM32CubeF4软件包** - 包含HAL库、LL库及外设驱动示例代码,路径:`STM32Cube_FW_F4_Vx.x.x\Projects\Board_Examples`。 - 集成于STM32CubeMX工具中,支持图形化配置。 3. **社区资源** - **ST社区**(community.st.com):官方技术支持与案例分享。 - **GitHub**:搜索"STM32F4"可获取开源项目(如RT-Thread适配代码)。 --- #### 二、教程推荐 1. **入门教程** - **ST官方培训视频**:ST官网Education栏目提供《STM32F4 Discovery Kit入门》。 - **B站UP主"野火电子"**:STM32F4系列免费视频教程(配套《零死角玩转STM32》)。 2. **实战项目** - **Hackster.io项目**:如"STM32F4音频频谱分析仪"(使用FFT算法)。 - **GitHub热门仓库**:`STM32F4-FreeRTOS-Template`(实时操作系统集成范例)。 3. **书籍推荐** - 《STM32F4原理与应用》(刘火良著) - 《Cortex-M4嵌入式系统开发》(侧重STM32F4与ARM架构) --- #### 三、开发环境配置(以STM32CubeIDE为例) 1. **安装步骤** ```bash 1. 访问ST官网下载STM32CubeIDE(支持Windows/macOS/Linux) 2. 安装时勾选STM32F4芯片支持包(DFP) 3. 安装ST-Link/V2驱动(用于开发板调试) ``` 2. **新建工程** ```bash 1. 启动IDE后选择File > New > STM32 Project 2. 芯片型号选择(如STM32F407VGTx) 3. 使用STM32CubeMX配置时钟树、外设引脚 4. 生成代码后自动跳转至开发界面 ``` 3. **调试配置** - 连接ST-Link调试器,点击"Run > Debug"进入调试模式 - 使用Live Watch功能实时监控变量(需开启SWD接口) --- #### 、关键工具链 | 工具名称 | 类型 | 特点 | |----------------|----------|-------------------------------| | Keil MDK-ARM | 商业软件 | 编译器优化效率高 | | STM32CubeIDE | 免费 | 集成CubeMX+调试+代码编辑 | | PlatformIO | 开源 | 支持VS Code,多平台开发 | ---
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