[FreeRTOS 功能应用] 互斥访问与回环队列 功能应用

2024-06-23 09:52

本文主要是介绍[FreeRTOS 功能应用] 互斥访问与回环队列 功能应用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

    • 一、基础知识点
    • 二、代码讲解
    • 三、结果演示
    • 四、代码下载


一、基础知识点

[FreeRTOS 基础知识] 互斥访问与回环队列 概念
[FreeRTOS 内部实现] 互斥访问与回环队列
[FreeRTOS 内部实现] 创建任务 xTaskCreate函数解析

本实验是基于STM32F103开发移植FreeRTOS实时操作系统,实现多任务同时读写队列数据操作。
使用工具:Keil、串口工具


二、代码讲解

1、使用xQueueCreate函数 创建队列。

// 路径:项目\Core\Src\freertos.c
// 全局变量
QueueHandle_t g_xQueue;/* 创建队列,长度5,数据大小4个字节 */
g_xQueue = xQueueCreate(5, sizeof(int32_t));

2、使用osThreadCreate创建三个任务
两个任务Sender1、Sender2负责将数据写入队列,一个任务Seceiver从队列中取出数据。

// 路径:项目\Core\Src\freertos.c
// 全局变量
osThreadId Sender1_Handle;
osThreadId Sender2_Handle;
osThreadId Seceiver_Handle;if ( g_xQueue != NULL ){// 创建两个任务,传入参数100,200osThreadDef(Sender1, vSendTask, osPriorityNormal, 0, 1000);Sender1_Handle = osThreadCreate(osThread(Sender1), (void *)100);if( Sender1_Handle != NULL ){printf("Succeeded in creating Sender1_Handle Queue. Procedure!\n\r");}else{printf("Fail in creating Sender1_Handle Queue. Procedure!\n\r");}osThreadDef(Sender2, vSendTask, osPriorityNormal, 0, 100);Sender2_Handle = osThreadCreate(osThread(Sender2), (uint32_t *)200);if( Sender2_Handle != NULL ){printf("Succeeded in creating Sender2_Handle Queue. Procedure!\n\r");}else{printf("Fail in creating Sender2_Handle Queue. Procedure!\n\r");}osThreadDef(Seceiver, vSeceiverTask, osPriorityHigh, 0, 1000);Seceiver_Handle = osThreadCreate(osThread(Seceiver), NULL);        if( Seceiver_Handle != NULL ){printf("Succeeded in creating Seceiver_Handle Queue. Procedure!\n\r");}else{printf("Fail in creating Seceiver_Handle Queue. Procedure!\n\r");}        
}

函数中通过osThreadDef 宏构建osThreadDef_t 结构体,名称os_thread_def_##name(## 表示字符拼接),结构体成员包括 :#name 任务名称;thread 任务处理函数;priority 任务优先级;instances 实例; stacksz 栈大小;

#define osThreadDef(name, thread, priority, instances, stacksz)  \
const osThreadDef_t os_thread_def_##name = \
{ #name, (thread), (priority), (instances), (stacksz), NULL, NULL }

将构建的osThreadDef_t 结构体传入osThreadCreate函数中,实际调用xTaskCreate函数创建任务。

osThreadId osThreadCreate (const osThreadDef_t *thread_def, void *argument)
{TaskHandle_t handle;if (xTaskCreate((TaskFunction_t)thread_def->pthread,(const portCHAR *)thread_def->name,thread_def->stacksize, argument, makeFreeRtosPriority(thread_def->tpriority),&handle) != pdPASS)  {return NULL;} return handle;
}

注:Sender1、Sender2任务函数共用一个。

3、Sender1、Sender2 任务函数vSendTask 实现
Sender1、Sender2负责将数据写入队列。由于两个任务使用一个任务处理函数,因此在处理函数内部要先区分当前运行的是哪任务,这里使用任务句柄:每个任务在创建时都会返回一个任务句柄( TaskHandle_t ),这个句柄可以用来唯一标识一个任务。可以在任务函数中使用 xTaskGetCurrentTaskHandle() 函数获取当前任务的句柄,然后与已知的任务句柄进行比较。
pcTaskGetTaskName() 函数来获取当前任务的名称。这个名称是在任务创建时指定的,因此可以用来区分不同的任务。

void vSendTask(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */BaseType_t xReturn = pdPASS;   /* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */int32_t lValueToSend;/* Infinite loop */for(;;){/* 根据任务句柄执行不同的任务逻辑,也可以使用参数传入的方式区分任务 */TaskHandle_t xTaskHandle = xTaskGetCurrentTaskHandle();  /* 获取当前任务名称 */const char *pcTaskName = pcTaskGetName(xTaskHandle);lValueToSend = ( int32_t ) argument;xReturn = xQueueSend( g_xQueue, &lValueToSend, 0 ); if (pdPASS == xReturn)printf("DWB Sent SUCCESS ---> %s Message %d sent successfully! \n\r",pcTaskName ,(uint32_t)argument);elseprintf("DWB Sent FAIL ---> %s Message %d sent Fail! \n\r",pcTaskName, (uint32_t)argument);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(600));   // 延时600ms}    
}

在这个示例中, 使用 xTaskGetCurrentTaskHandle() 来获取当前任务的句柄,然后调用 pcTaskGetTaskName() 来获取任务名称,并将其打印出来。这样,每次任务执行时,都会打印出当前是哪个任务在运行。
注, pcTaskGetTaskName() 函数需要FreeRTOS的配置宏 configUSE_TRACE_FACILITY 被定义为1,以便启用任务跟踪和任务名称的功能。如果你的FreeRTOS配置没有启用这个宏,你需要先在FreeRTOSConfig.h中定义它。

多个任务使用一个任务函数,在任务函数中还可以使用下面几个方法实现

  1. 使用任务优先级:如果每个任务的优先级不同,可以在任务函数中通过 uxTaskPriorityGet(NULL) 获取当前任务的优先级,然后根据优先级执行不同的逻辑。
  2. 使用全局变量:可以定义一个全局变量数组,每个元素对应一个任务的状态或标识。在任务函数中,根据任务的某种标识访问对应的全局变量。
  3. 使用静态变量:在任务函数内部定义静态变量,每个任务实例都会有自己的静态变量副本,可以用来存储任务特定的信息。
  4. 使用事件组:如果任务需要根据事件来执行不同的逻辑,可以使用事件组( EventGroupHandle_t )来区分不同的事件,并在任务函数中根据事件执行相应的操作。
  5. 使用任务通知:通过发送和接收任务通知( vTaskNotifyGive() 和 ulTaskNotifyTake() ),任务可以在接收到特定通知时执行不同的逻辑。

4、Seceiver任务函数 vSeceiverTask实现
任务Seceiver从队列中取出数据。

void vSeceiverTask(void const * argument)
{BaseType_t xReturn = pdTRUE;   /* 定义一个创建信息返回值,默认为pdTRUE */uint32_t r_queue; /* 定义一个接收消息的变量 */const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );for(;;){xReturn = xQueueReceive( g_xQueue, &r_queue, xTicksToWait);      // 获取队列值         if (pdTRUE == xReturn)printf("DWB Receive SUCCESS ---> The data received is %d. \n",(uint32_t)r_queue);elseprintf("DWB Receive FAIL ---> Data reception error, error code :%ld. \n\r",xReturn);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));   // 延时500ms}    
}

三、结果演示

通过串口工具查看,任务读写队列情况
在这里插入图片描述


四、代码下载

[FreeRTOS ] 互斥访问与回环队列 功能应用

这篇关于[FreeRTOS 功能应用] 互斥访问与回环队列 功能应用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1086826

相关文章

SpringKafka消息发布之KafkaTemplate与事务支持功能

《SpringKafka消息发布之KafkaTemplate与事务支持功能》通过本文介绍的基本用法、序列化选项、事务支持、错误处理和性能优化技术,开发者可以构建高效可靠的Kafka消息发布系统,事务支... 目录引言一、KafkaTemplate基础二、消息序列化三、事务支持机制四、错误处理与重试五、性能优

SpringIntegration消息路由之Router的条件路由与过滤功能

《SpringIntegration消息路由之Router的条件路由与过滤功能》本文详细介绍了Router的基础概念、条件路由实现、基于消息头的路由、动态路由与路由表、消息过滤与选择性路由以及错误处理... 目录引言一、Router基础概念二、条件路由实现三、基于消息头的路由四、动态路由与路由表五、消息过滤

Spring Boot 3.4.3 基于 Spring WebFlux 实现 SSE 功能(代码示例)

《SpringBoot3.4.3基于SpringWebFlux实现SSE功能(代码示例)》SpringBoot3.4.3结合SpringWebFlux实现SSE功能,为实时数据推送提供... 目录1. SSE 简介1.1 什么是 SSE?1.2 SSE 的优点1.3 适用场景2. Spring WebFlu

基于SpringBoot实现文件秒传功能

《基于SpringBoot实现文件秒传功能》在开发Web应用时,文件上传是一个常见需求,然而,当用户需要上传大文件或相同文件多次时,会造成带宽浪费和服务器存储冗余,此时可以使用文件秒传技术通过识别重复... 目录前言文件秒传原理代码实现1. 创建项目基础结构2. 创建上传存储代码3. 创建Result类4.

Python+PyQt5实现多屏幕协同播放功能

《Python+PyQt5实现多屏幕协同播放功能》在现代会议展示、数字广告、展览展示等场景中,多屏幕协同播放已成为刚需,下面我们就来看看如何利用Python和PyQt5开发一套功能强大的跨屏播控系统吧... 目录一、项目概述:突破传统播放限制二、核心技术解析2.1 多屏管理机制2.2 播放引擎设计2.3 专

Python中随机休眠技术原理与应用详解

《Python中随机休眠技术原理与应用详解》在编程中,让程序暂停执行特定时间是常见需求,当需要引入不确定性时,随机休眠就成为关键技巧,下面我们就来看看Python中随机休眠技术的具体实现与应用吧... 目录引言一、实现原理与基础方法1.1 核心函数解析1.2 基础实现模板1.3 整数版实现二、典型应用场景2

一文详解SpringBoot响应压缩功能的配置与优化

《一文详解SpringBoot响应压缩功能的配置与优化》SpringBoot的响应压缩功能基于智能协商机制,需同时满足很多条件,本文主要为大家详细介绍了SpringBoot响应压缩功能的配置与优化,需... 目录一、核心工作机制1.1 自动协商触发条件1.2 压缩处理流程二、配置方案详解2.1 基础YAML

Python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录

《PythonDash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录》Python的PlotlyDash库提供了一种简便且强大的方式来构建和展示互动式数据仪表板,本篇文章将深入探讨如何使用Dash设计一... 目录python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践1. 什么是Plotly Dash?1.1

Android Kotlin 高阶函数详解及其在协程中的应用小结

《AndroidKotlin高阶函数详解及其在协程中的应用小结》高阶函数是Kotlin中的一个重要特性,它能够将函数作为一等公民(First-ClassCitizen),使得代码更加简洁、灵活和可... 目录1. 引言2. 什么是高阶函数?3. 高阶函数的基础用法3.1 传递函数作为参数3.2 Lambda

Java中&和&&以及|和||的区别、应用场景和代码示例

《Java中&和&&以及|和||的区别、应用场景和代码示例》:本文主要介绍Java中的逻辑运算符&、&&、|和||的区别,包括它们在布尔和整数类型上的应用,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可... 目录前言1. & 和 &&代码示例2. | 和 ||代码示例3. 为什么要使用 & 和 | 而不是总是使