STM32CubeMX+FreeRTOS學(xué)習(xí)[6]-互斥量(Lu)

1、FreeRTOS學(xué)習(xí)之六：互斥量前提：默認已經(jīng)裝好MDK V5和STM32CubeMX，并安裝了STM32F1xx系列的支持包。硬件平臺：STM32F1xx系列。目的：學(xué)習(xí)互斥量的使用。多任務(wù)系統(tǒng)中存在一種潛在的風(fēng)險。當(dāng)一個任務(wù)在使用某個資源的過程中，即還沒有完全結(jié)束對資源的訪問時，便被切出運行態(tài)，使得資源處于非一致，不完整的狀態(tài)。如果這個時候有另一個任務(wù)或者中斷來訪問這個資源，則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞或是其它相似的錯誤。考慮如下情形，有兩個任務(wù)都試圖往一個 LCD 中寫數(shù)據(jù)：· 任務(wù) A 運行，并往串口寫字符串“Hello world”。· 任務(wù) A 被任務(wù) B 搶占，但此時字符

2、串才輸出到“Hello w”。· 任務(wù) B 往串口寫“Abort, Retry, Fail?”，然后進入阻塞態(tài)。· 任務(wù) A 從被搶占處繼續(xù)執(zhí)行，完成剩余的字符輸出“orld”?，F(xiàn)在串口接收端收到的是被破壞了的字符串“Hello wAbort, Retry, Fail?orld”。本文例子將再現(xiàn)上述問題，并用互斥量解決該問題。本文例子使用STM32CubeMX配置創(chuàng)建兩個任務(wù)，一個任務(wù)連續(xù)發(fā)送字符串“Hello world!”，另一個連續(xù)發(fā)送字符串“Abort, Retry, Fail?”。Step1.打開STM32CubeMX，點擊“New Project”，選擇芯片型號

3、，STM32F103RBTx。Step2.配置時鐘引腳。Step3.配置USART1為異步串口。Step4.將系統(tǒng)時基源改為TIM4。Step5.使能FreeRTOS。Step6.配置時鐘樹。8M輸入時，通過PLL得到72M內(nèi)部時鐘。Step7.配置串口參數(shù)，使用默認值即可。Step8.配置FreeRTOS。在Tasks and Queues選項卡，默認配置了一個名為defaultTask的任務(wù)，其優(yōu)先級為普通，任務(wù)堆棧大小為128字，任務(wù)函數(shù)名為StartDefaultTask。雙擊藍色的地方，彈出對話框，將任務(wù)名修改為Hello，將任務(wù)函數(shù)名修改為HelloTask。點擊Add按鈕，增加一

4、個任務(wù)Abort，優(yōu)先級設(shè)置為Normal，函數(shù)名為AbortTask。在Timers and Semaphores選項卡，添加互斥量myMutex01。注：其他的都使用默認參數(shù)。Step9.生成代碼。等完成后直接打開工程。工程基本組織結(jié)構(gòu)如下圖，其中Application/User組中的文件是用戶可以修改的，而其他組中的文件一般不進行修改。Step10.分析程序結(jié)構(gòu)。在進入main函數(shù)之前，先定義了幾個變量，聲明了幾個函數(shù)。再看main函數(shù)。將main函數(shù)整理，刪除很多注釋之后，得到下圖所示內(nèi)容。其中第部分，是硬件配置；第部分，創(chuàng)建了一個互斥量和兩個任務(wù)；第部分，啟動調(diào)度器。Step11.添加代碼。先實現(xiàn)一個串口打印字符串的函數(shù)：要特別說明的是，因為HAL_UART_Transmit()函數(shù)本身使用了硬件鎖來避免串口共享沖突，所以在此使用了osDelay()函數(shù)，目的是人為制造UART共享沖突，以模擬多任務(wù)系統(tǒng)中資源共享沖突的情況。在此因為用到了strlen()函數(shù)，所以要在main文件中包含頭文件string.h。在兩個任務(wù)函數(shù)中分別添加功能代碼。Step12.編譯下載運行。通過串口調(diào)試助手接收MCU發(fā)送的數(shù)據(jù)，下圖是一種可能的結(jié)果。Step13.用互斥量解決共享沖突。在實際應(yīng)用中，比如使用LCD輸出顯示，就可能會遇到上述的共享沖突情況。把串口打印字符