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介绍
在多任务系统中#xff0c;任务之间的同步和对共享资源的管理是非常重要的。FreeRTOS 提供了丰富的同步机制#xff0c;其中计数信号量是一种强大的工具#xff0c;用于实现任务之间的同步和对资源的访问控制。
什么是…FreeRTOS使用计数信号量进行任务同步与资源管理
介绍
在多任务系统中任务之间的同步和对共享资源的管理是非常重要的。FreeRTOS 提供了丰富的同步机制其中计数信号量是一种强大的工具用于实现任务之间的同步和对资源的访问控制。
什么是计数信号量
计数信号量是一种特殊的信号量与二进制信号量不同它的计数值可以超过1。计数信号量的计数值用于跟踪资源的可用性允许多个任务同时访问共享资源但受到最大计数值的限制。
计数信号量的创建
在 FreeRTOS 中我们可以使用 xSemaphoreCreateCounting() 函数创建计数信号量。该函数需要两个参数允许的最大计数值和初始计数值。
SemaphoreHandle_t xSemaphore xSemaphoreCreateCounting(maxCount, initialCount);计数信号量的操作
xSemaphoreGive()释放一个计数信号量并增加其计数值。xSemaphoreTake()获取一个计数信号量如果计数为 0则等待直到信号量变为可用。vSemaphoreDelete()删除一个计数信号量及其相关资源。
示例任务同步与资源管理
让我们通过一个示例来说明计数信号量的使用。假设我们有两个任务需要访问一个共享资源但是同时只能有三个任务访问该资源。我们可以使用计数信号量来控制对该资源的访问。
#include Arduino.h
#include freertos/FreeRTOS.h
#include freertos/task.h
#include freertos/semphr.h// 定义计数信号量句柄
SemaphoreHandle_t xCountingSemaphore;// 定义共享资源
int sharedResource 0;// 任务函数
void Task1(void *pvParameters);
void Task2(void *pvParameters);void setup() {Serial.begin(115200);// 创建计数信号量允许的最大计数值为 3初始计数值为 0xCountingSemaphore xSemaphoreCreateCounting(3, 3);// 创建任务1xTaskCreate(Task1, 任务1, 10000, NULL, 1, NULL);// 创建任务2xTaskCreate(Task2, 任务2, 10000, NULL, 1, NULL);
}void loop() {vTaskDelete(NULL);
}// 任务1函数
void Task1(void *pvParameters) {while (1) {// 获取计数信号量if (xSemaphoreTake(xCountingSemaphore, portMAX_DELAY) pdTRUE) {// 访问共享资源sharedResource;Serial.print(任务1: 共享资源增加至 );Serial.println(sharedResource);// 释放计数信号量xSemaphoreGive(xCountingSemaphore);// 等待一段时间vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));}}
}// 任务2函数
void Task2(void *pvParameters) {while (1) {// 获取计数信号量if (xSemaphoreTake(xCountingSemaphore, portMAX_DELAY) pdTRUE) {// 访问共享资源sharedResource--;Serial.print(任务2: 共享资源减少至 );Serial.println(sharedResource);// 释放计数信号量xSemaphoreGive(xCountingSemaphore);// 等待一段时间vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1500));}}
} 结论
计数信号量是一个强大的工具用于实现任务之间的同步和对共享资源的管理。通过适当地使用计数信号量可以确保多任务系统的稳定性和可靠性避免竞争条件和死锁等问题的发生。在设计多任务系统时务必充分考虑任务的同步需求并合理选择合适的同步机制。
