FreeRTOS课程设计之临沂大学停车场车位管理系统（一）

FreeRTOS课程设计之临沂大学停车场车位管理系统（一）

先看一下效果吧

1.作品要求

模拟临大停车场车位管理系统

首页显示：

欢迎来到临沂大学

空闲停车位n个（n个灯亮）

“by姓名”

按下K1（停车位数递减），显示“欢迎来到临沂大学，停车位剩余n个”。连续按n次，显示“没有空闲停车位”。

按下K2（停车位数递增），显示“欢迎再来临沂大学，停车位空余n个”。

按下K3，挂起任务1. 灯闪烁。

按下K4，恢复任务1. 灯全亮。

加分项：
功能的扩展与创意。

2.实现思路

• 需要用到 LED、OLED、按键等外设
• 使用FreeRTOS实时操作系统
• 需要创建几个任务、任务之间如何安排、数据如何传递？
• 想好这些之后，再开始敲代码之前画个图吧！

主要创建4个任务，这4个任务如上图所示，如何把这几个任务联系起来？

当然是通过信号量了

老师说，信号量可以在任务之间传递，但我没怎么用上，偷了个懒，定义了一个chewei（车位变量），Take与Give这两个任务就是对这个变量进行操作，使其–、++。

LED_Task则是根据chewei信息及时更新LED与OLED显示。

KEY_Task则是挂起与恢复 前两个任务。

这样就是大体的思路了。

3.主要代码

3.1 任务句柄的创建

/**************************** 任务句柄 ********************************/
/* * 任务句柄是一个指针，用于指向一个任务，当任务创建好之后，它就具有了一个任务句柄* 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄，如果是自身的任务操作自己，那么* 这个句柄可以为NULL。*/
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;/* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t Take_Task_Handle = NULL;/* Take_Task任务句柄 */
static TaskHandle_t Give_Task_Handle = NULL;/* Give_Task任务句柄 */
static TaskHandle_t KEY_Task_Handle = NULL;/* KEY任务句柄 */
static TaskHandle_t LED_Task_Handle = NULL;/* LED任务句柄 */

3.2 AppTaskCreate任务

/************************************************************************ @ 函数名  ： AppTaskCreate* @ 功能说明： 为了方便管理，所有的任务创建函数都放在这个函数里面* @ 参数    ： 无  * @ 返回值  ： 无**********************************************************************/
static void AppTaskCreate(void)
{BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS */taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区/* 创建Test_Queue */CountSem_Handle = xSemaphoreCreateCounting(4,4);	 if(NULL != CountSem_Handle)printf("CountSem_Handle计数信号量创建成功!\r\n");/* 创建Take_Task任务 */xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )Take_Task, /* 任务入口函数 */(const char*    )"Take_Task",/* 任务名字 */(uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */(void*          )NULL,	/* 任务入口函数参数 */(UBaseType_t    )4,	    /* 任务的优先级 */(TaskHandle_t*  )&Take_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */if(pdPASS == xReturn)printf("创建Take_Task任务成功!\r\n");/* 创建Give_Task任务 */xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )Give_Task,  /* 任务入口函数 */(const char*    )"Give_Task",/* 任务名字 */(uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */(void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */(UBaseType_t    )4, /* 任务的优先级 */(TaskHandle_t*  )&Give_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */ if(pdPASS == xReturn)printf("创建Give_Task任务成功!\n\n");/* 创建KEY_Task任务 */xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )KEY_Task,  /* 任务入口函数 */(const char*    )"KEY_Task",/* 任务名字 */(uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */(void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */(UBaseType_t    )4, /* 任务的优先级 */(TaskHandle_t*  )&KEY_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */ if(pdPASS == xReturn)printf("创建KEY_Task任务成功!\n\n");/* 创建LED_Task任务 */xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )LED_Task,  /* 任务入口函数 */(const char*    )"LED_Task",/* 任务名字 */(uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */(void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */(UBaseType_t    )4, /* 任务的优先级 */(TaskHandle_t*  )&LED_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */ if(pdPASS == xReturn)printf("创建LED_Task任务成功!\n\n");vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}

3.3 Take_Task

/*********************************************************************** @ 函数名  ： Take_Task* @ 功能说明： Take_Task任务主体* @ 参数    ：   * @ 返回值  ： 无********************************************************************/
static void Take_Task(void* parameter)
{	BaseType_t xReturn = pdTRUE;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS *//* 任务都是一个无限循环，不能返回 */while (1){//如果KEY1被单击	if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin)  )       {  delay_ms(80);if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin)  ){/* 获取一个计数信号量 */xReturn = xSemaphoreTake(CountSem_Handle,	/* 计数信号量句柄 */0); 	/* 等待时间：0 */if(chewei!=0){chewei--;}if ( pdTRUE == xReturn ) printf( "KEY1被按下，成功申请到停车位。\n" );elseprintf( "KEY1被按下，不好意思，现在停车场已满！\n" );	}			}vTaskDelay(20);     //每20ms扫描一次		}
}

3.4 Give_Task

static void Give_Task(void* parameter)
{	 BaseType_t xReturn = pdTRUE;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS *//* 任务都是一个无限循环，不能返回 */while (1){//如果KEY2被单击if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) )  			{delay_ms(80);if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) ){/* 获取一个计数信号量 */xReturn = xSemaphoreGive(CountSem_Handle);//给出计数信号量  chewei++;if ( pdTRUE == xReturn ) printf( "KEY2被按下，成功释放车位！\r\n" );elseprintf( "KEY2被按下，不好意思，无可释放车位！\r\n" );	}		}vTaskDelay(20);     //每20ms扫描一次	}
}

3.5 Key_Task

static void KEY_Task(void* parameter)
{	while (1){if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin)){delay_ms(80);if( 1 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin) ){/* K3 被按下 */printf("挂起任务\n");vTaskSuspend(Take_Task_Handle);/* 挂起Take任务 */vTaskSuspend(Give_Task_Handle);/* 挂起Give任务 */printf("挂起任务成功！\n");shining = 1;}}			if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY4_GPIO_Port, KEY4_Pin) ){/* K4 被按下 */delay_ms(80);if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY4_GPIO_Port, KEY4_Pin) ){/* K4 被按下 */printf("恢复任务！\n");vTaskResume(Take_Task_Handle);/* 恢复Take任务！ */vTaskResume(Give_Task_Handle);/* 恢复Give任务！ */printf("恢复任务成功！\n");shining = 0; }}vTaskDelay(20);/* 延时20个tick */}
}

3.5LED_Task

/*********************************************************************** @ 函数名  ： LED_Task* @ 功能说明： LED_Task任务主体* @ 参数    ：   * @ 返回值  ： 无********************************************************************/
static void LED_Task(void* parameter)
{	 OLED_Clear();OLED_ShowChinese_Row(0,0,*huanying); OLED_ShowChinese_Row(0,2,*shengyu); while (1){pub++;switch ( chewei ) {	case 0:LED1_OFF;LED2_OFF;LED3_OFF;LED4_OFF;OLED_ShowChinese_Row(0,0,*wukongxain);OLED_ShowString(0,2,"no free parking ");OLED_ShowNum(64,4, chewei,1,15);break; case 1:LED1_OFF;LED2_OFF;LED3_OFF;LED4_ON;if(shining==1){delay_ms(500);LED4_OFF;delay_ms(500);}OLED_ShowNum(64,4, chewei,1,15);break;case 2:LED1_OFF;LED2_OFF;LED3_ON;LED4_ON;if(shining==1){delay_ms(500);LED3_OFF;LED4_OFF;delay_ms(500);}OLED_ShowNum(64,4, chewei,1,15);break;case 3:LED1_OFF;LED2_ON;LED3_ON;LED4_ON;if(shining==1){delay_ms(500);LED2_OFF;LED3_OFF;LED4_OFF;delay_ms(500);}OLED_ShowNum(64,4, chewei,1,15);break;case 4:LED1_ON;LED2_ON;LED3_ON;LED4_ON;if(shining==1){delay_ms(500);LED1_OFF;LED2_OFF;LED3_OFF;LED4_OFF;delay_ms(500);}OLED_ShowNum(64,4, chewei,1,15);break;default: break;}//大概有1分钟上传一次数据if(pub%2000==0){pub = 0;STM32DHT11_StatusReport();}vTaskDelay(20);     //每20ms扫描一次	}
}

4.遇到一些问题

4.1 按键不灵敏

按键有些不灵敏，所要进行消抖

我用的是软件延时消抖，效果还不错，延时时间为80ms

 if( 0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin)){delay_ms(80);if( 1 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin) ){/* K3 被按下 */}}

HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin)

至于为什么用这个函数？

贴一张cubeMX配置图

一般来说，需要区分这个GPIO口用于输入还是输出。

如果是output，那个一般选择no pull,这样，引脚才能根据你的output数据，进行正确输出。

如果是input，那么需要看具体应用的默认输入值是0还是1. 如果默认是输入0，则最好配置为pull down，反之则配置为pull up.

一个接有上拉电阻的端口设为输入状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入