Free RTOS的計(jì)數(shù)型信號量

上篇講解了二值信號量，二值信號量只能判斷有無，而不能確定事件發(fā)生的次數(shù)，因此我們?yōu)榱舜_定事件的次數(shù)引入了計(jì)數(shù)型信號量！

使用計(jì)數(shù)型信號量時，需要在FreeRTOSConfig.h中加入一行配置代碼

//為1時使用計(jì)數(shù)信號量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES    1

仔細(xì)閱讀源碼的同學(xué)就會發(fā)現(xiàn)有很多類似的代碼(如下圖)，這些代碼讓FreeRTO可以實(shí)現(xiàn)不同需要的裁剪，以減少系統(tǒng)開銷

創(chuàng)建計(jì)數(shù)型信號量

xSemaphoreCreateCounting( UBaseType_t uxMaxCount, UBaseType_t uxInitialCount )

參數(shù)：

uxMaxCount：計(jì)數(shù)信號量最大計(jì)數(shù)值，但信號量值等于此值的時候，釋放信號量就會失敗

uxInitialCount ：計(jì)數(shù)信號量初始值

返回值：

NULL：計(jì)數(shù)信號量創(chuàng)建失敗

其他值：計(jì)數(shù)信號量創(chuàng)建成功，返回計(jì)數(shù)信號量句柄

釋放信號量

非中斷釋放

xSemaphoreGive( SemaphoreHandle_t xSemaphore )

參數(shù)：

xSemaphore :要釋放的信號量句柄

返回值：

pdPASS: 釋放信號量成功

errQUEU_FULL:釋放信號量失敗

中斷釋放

BaseType_t xSemaphoreGiveFromISR( SemaphoreHandle_t xSemaphore,
                                 BaseType_t* pxHigherPriorityTaskWoken)

參數(shù)：

xSemaphore：要釋放的信號量句柄

pxHigherPriorityTaskWoken：標(biāo)記退出此函數(shù)后是否需要進(jìn)行任務(wù)切換，pxHigherPriorityTaskWoken是可選參數(shù)，可以設(shè)置為NULL。當(dāng)該值為pdTRUE的時候在退出中斷服務(wù)函數(shù)之前一定要進(jìn)行一次任務(wù)切換。

返回值：

釋放成功返回pdPASS，失敗返回errQUEUE_FULL

獲取信號量

非中斷獲取

BaseType_t xSemaphoreTake( SemaphoreHandle_t xSemaphore,
        TickType_t xBlockTime)

參數(shù)：

xSemaphore：要釋放的信號量句柄

xBlockTime：阻塞時間

返回值：

獲取成功返回pdTRUE，失敗返回pdFALSE

中斷獲取

BaseType_t xSemaphoreTakeFromISR( SemaphoreHandle_t xSemaphore,
BaseType_t* pxHigherPriorityTaskWoken)

參數(shù)：

xSemaphore：要釋放的信號量句柄

pxHigherPriorityTaskWoken：標(biāo)記退出此函數(shù)后是否需要進(jìn)行任務(wù)切換

返回值：

獲取成功返回pdTRUE，失敗返回pdFALSE

注意：不管是二值信號量、計(jì)數(shù)型信號量還是互斥信號量，它們都使用上面的釋放信號量和獲取信號量API函數(shù)

源碼例程

#include "stm32f10x.h"
#include 
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"

void LED_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;        //定義結(jié)構(gòu)體變量
  
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);  //開啟時鐘
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;            //選擇你要設(shè)置的IO口
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;      //設(shè)置推挽輸出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;     //設(shè)置傳輸速率
  GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);                //初始化GPIO
  
  GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);             //將LED端口拉高，熄滅LED
}

void KEY_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定義結(jié)構(gòu)體變量  
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;     //選擇你要設(shè)置的IO口
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;//下拉輸入  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;     //設(shè)置傳輸速率
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);      /* 初始化GPIO */
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_4;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;  //上拉輸入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);
}


void USART_init(uint32_t bound)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;   //定義GPIO結(jié)構(gòu)體變量
  USART_InitTypeDef USART_InitStruct;   //定義串口結(jié)構(gòu)體變量
  
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);   //使能GPIOC的時鐘
  
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;   //配置TX引腳
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;   //配置PA9為復(fù)用推挽輸出
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;   //配置PA9速率
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);   //GPIO初始化函數(shù)
  
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;   //配置RX引腳
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;   //配置PA10為浮空輸入
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;   //配置PA10速率
  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);   //GPIO初始化函數(shù)
  
  
  USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;   //發(fā)送接收模式
  USART_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;   //無奇偶校驗(yàn)
  USART_InitStruct.USART_BaudRate=bound;   //波特率
  USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;   //停止位1位
  USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;   //字長8位
  USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;   //無硬件數(shù)據(jù)流控制
  USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);   //串口初始化函數(shù)
  
  USART_Cmd(USART1,ENABLE);   //使能USART1
}

int fputc(int ch,FILE *f)   //printf重定向函數(shù)
{
  USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);   //發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)
  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);   //等待發(fā)送完成
  return ch;
}


#define START_TASK_PRIO 1      //任務(wù)優(yōu)先級
#define START_STK_SIZE 128      //任務(wù)堆棧大小
TaskHandle_t StartTask_Handler;   //任務(wù)句柄
void Start_Task(void *pvParameters);//任務(wù)函數(shù)

#define Send_TASK_PRIO 2       //任務(wù)優(yōu)先級
#define Send_STK_SIZE 50       //任務(wù)堆棧大小
TaskHandle_t SendTask_Handler;     //任務(wù)句柄
void Send_Task(void *p_arg);     //任務(wù)函數(shù)

#define Receive_TASK_PRIO 2     //任務(wù)優(yōu)先級
#define Receive_STK_SIZE 50     //任務(wù)堆棧大小
TaskHandle_t ReceiveTask_Handler;     //任務(wù)句柄
void Receive_Task(void *p_arg);   //任務(wù)函數(shù)

SemaphoreHandle_t CountSem_Handle =NULL;  //計(jì)數(shù)型信號量句柄

int main( void ) 
{
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//設(shè)置系統(tǒng)中斷優(yōu)先級分組 4
  
  LED_Init(); //初始化 LED
  KEY_Init();
  USART_init(9600);
  
  //創(chuàng)建開始任務(wù)
  xTaskCreate(
    (TaskFunction_t )Start_Task,     //任務(wù)函數(shù)
    (const char* )"Start_Task",     //任務(wù)名稱
    (uint16_t )START_STK_SIZE,       //任務(wù)堆棧大小
    (void* )NULL,             //傳遞給任務(wù)函數(shù)的參數(shù)
    (UBaseType_t )START_TASK_PRIO,     //任務(wù)優(yōu)先級
    (TaskHandle_t* )&StartTask_Handler  //任務(wù)句柄 
  );
  vTaskStartScheduler();  //開啟調(diào)度
}

//開始任務(wù)函數(shù)
void Start_Task(void *pvParameters)
{
  taskENTER_CRITICAL();   //進(jìn)入臨界區(qū)
   /* 創(chuàng)建Test_Queue */
  CountSem_Handle = xSemaphoreCreateCounting(5,0);
  //創(chuàng)建 發(fā)送 任務(wù)
  xTaskCreate(
    (TaskFunction_t )Send_Task, 
    (const char* )"Send_Task", 
    (uint16_t )Send_STK_SIZE, 
    (void* )NULL,
    (UBaseType_t )Send_TASK_PRIO,
    (TaskHandle_t* )&SendTask_Handler
  );
  //創(chuàng)建 接收 任務(wù)
  xTaskCreate(
    (TaskFunction_t )Receive_Task, 
    (const char* )"Receive_Task", 
    (uint16_t )Receive_STK_SIZE, 
    (void* )NULL,
    (UBaseType_t )Receive_TASK_PRIO,
    (TaskHandle_t* )&ReceiveTask_Handler
  );
  vTaskDelete(StartTask_Handler); //刪除開始任務(wù)
  taskEXIT_CRITICAL();   //退出臨界區(qū)
}

//發(fā)送 任務(wù)函數(shù)
void Send_Task(void *pvParameters)
{
  BaseType_t xReturn = NULL;
  while(1)
  {
    if (CountSem_Handle != NULL)
    {
      xReturn = xSemaphoreGive(CountSem_Handle);
      if (xReturn == pdTRUE){
        printf("信號量釋放成功n");
      }
      else{
        printf("信號量釋放失敗n");
      }
    }
    vTaskDelay(1000);
  }
}

//接收 任務(wù)函數(shù)
void Receive_Task(void *pvParameters)
{
  BaseType_t xReturn = NULL;
  uint16_t count = 0;
  while(1)
  {
     // 等待獲取信號量
        xReturn = xSemaphoreTake(CountSem_Handle, portMAX_DELAY);
        if (xReturn == pdTRUE)
        {
      count = uxSemaphoreGetCount(CountSem_Handle);
      printf("%dn",count);
        }
        else
        {
      printf("獲取信號量失敗n");
        }
    vTaskDelay(2000);
  }
}

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

--END--