STM32超低功耗平台上的RTOS培训 -- 实验2 中断和任务同步(信....

TLLED · 2018-04-17T02:26:59+00:00

接上篇：STM32超低功耗平台上的RTOS培训 -- 实验1 任务创建$ R' {3 {! F7 ]9 b' a, S( v. T ; K9 N4 o( e' ]- Z3 Q+ t" e& L" x8 o, ^( y : b3 J9 b; l& Q8 u% U6 N6 Q& I FreeRTOS中断方式的二值信号量是实现中断函数与任务之间的同步。8 Z& P0 j/ x2 M: ]. D9 ~ . K1 G1 h4 \/ B! l/ \0 e$ j & U. H1 c2 u) h/ O$ w 程序任务框图:7 U- @# ^: P' g% z! U, ^8 n 下面是本程序实现中断函数与任务之间同步的框图：9 y) f s: v* M0 d, ~ , P# n' a( b, n6 l( `9 I$ Q0 h' p 5 H/ F) s9 I, L7 x, D1 o/ r5 ]; @% k* J+ ?1 o; A; N: D6 D 程序执行的条件：. i. b+ W. K4 l C > 创建两个任务：一个任务vAppStartTask()用于LED2指示灯闪烁； 2 I6 V- Z1 D/ V; j( u" C } 一个任务prvAppButtonTask()用与等待中断后，通过串口发送按键次数；: N! Q2 Z9 a+ g, S" p; Z1 b > 二值信号量的初始值为0，按键中断调用xSemaphoreGiveFromISR();函数释放信号量。任务prvAppButtonTask()调用xSemaphoreTake()函数获取信号量资源。 \( n3 l0 _7 H* R$ l 执行过程描述： % B$ O# |1 P$ S3 }% N' y > 任务vAppStartTask()用于LED2指示灯闪烁，和信号量之前没有关联； 3 G% Z+ k: S$ ` > 任务prvAppButtonTask()运行过程中调用xSemaphoreTake()函数，由于信号量的初始值为0，没有信号量资源可用，任务prvAppButtonTask()由运行态进入到阻塞态，串口无数据输出。 - M) c" S( S& h( U& k > 按键后，发生外部中断，中断发生，中断程序中调用xSemaphoreGiveFromISR()函数，释放信号量资源，信号量数值加1，此时信号量计数值为1，任务prvAppButtonTask()由阻塞态进入就绪态，在调度器的作用下由就绪态进入到运行态。任务prvAppButtonTask()获得信号量后，信号量数值减1，此时信号量值又变成0。 ! o; O) i; g. R- w- Z- S > 再次循环执，任务prvAppButtonTask()由于没有信号量资源可用，再次进入阻塞态重复执行。% v4 s7 ^' v) P" Q2 j * ]0 N- X l0 i/ B, X: t 程序执行： 8 w4 M" @5 R L( o3 n& I) b > 板子上LD2闪烁 ' V5 x, M' _/ i: h7 x > 串口输出数据：按一下板子上B1 USER按键，串口输出一帧数据。 * y/ D1 e; `( ^8 a5 ?; o " ]- Z" N6 O J' C" L& k c 2 ]) w6 q) L+ \4 Z) L1 W 程序相关的代码：为了便于查看有关信号量相关的函数位置，只截取程序中相关函数。 ; m* u2 j: J5 w: g2 g6 b2 f1 U, ? int main(void) $ W9 w) ^% V7 M! w* n{ % V. D" N) T' ^' t) l HAL_Init(); * u* a& K# j, G4 c. r. B0 y SystemClock_Config();" m6 I/ F$ V# y% K9 O __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); //Modified by ST MCU China Team, Added by JWR 2018.01.29+ C7 F0 C/ E2 Y3 C ; D5 Q) U/ Z) X8 M/ F" ~ /* Initialize LED */ 4 a$ B ?1 X3 Z7 s5 S BSP_LED_Init(LED1); 4 d1 Z" }2 x5 a BSP_LED_Init(LED2); ) Z8 l- u- A J2 f6 y - x6 n# I8 ~7 M) B( e. p; g /* Initialize buttons */ 8 S3 _3 P1 ~7 \/ |/ O BSP_PB_Init(BUTTON_USER, BUTTON_MODE_EXTI);% L6 l6 r7 n$ \' Q+ I/ { 7 z k. q1 h2 z' S9 c6 a2 w9 W /* Configure Uart */% s5 I+ d) e7 ]+ ^ BSP_Uart_Init();0 w1 l" Y- `: C( A+ F3 N; o" U% Q " H" h6 n, u- w" D& z! x9 ] 1 ]# @7 S" p7 d //vSemaphoreCreateBinary( xTestSemaphore ); 3 x* w g7 \1 ]) ~ xTestSemaphore = xSemaphoreCreateBinary(); //创建二值信号量，首次创建信号量计数值为0' ]/ z: a4 `: T4 x- R7 d/ F o xTaskCreate( 8 Y# ~ [: k& r; g vAppStartTask, 9 c$ ]9 U! X" E1 f) n "Start", # z* h; ~: T- f- @ @/ z configMINIMAL_STACK_SIZE, h. | B2 _; g' K, Q' l6 b NULL, : u7 v$ e& i1 A5 {& l Start_TASK_PRIORITY, : D/ ]/ X9 V# Q+ T( v; J1 S ( TaskHandle_t * ) NULL ; S- z7 ?3 [) c) A) c( b5 C3 K0 d );8 P/ y4 L% O. V- h6 d: P % Z) |7 B/ _* L3 }: }$ }* F xTaskCreate( * \( L+ c* V3 y* w+ ~ prvAppButtonTask, 5 Q3 P0 Z: X2 n( X/ e "ButTest", 7 C/ x. l( I$ X7 f: B8 } configMINIMAL_STACK_SIZE, 2 X3 S+ ^+ v. \! Q) y. X ( void * ) NULL, 0 I/ P5 f8 @% P0 }3 l/ Q But_TEST_PRIORITY, ) G7 O0 b5 j9 r$ n: e5 t NULL . k, S( {) K" ?: @% n) V# A ); 1 H) ^- P# J$ f Z% F. c) g * N9 A7 y$ ~ n/ ^% N/ k- J vTaskStartScheduler();; g' a! n& H W for (;;); 9 q' B+ B3 Y& R} * X. O4 f! ]: T* p* E! E3 N( n3 E: a /**& |# {; D1 s, R0 n' o- \: \ * @brief Start a Task.3 E0 S, d% Q/ u9 n+ c * @param argument: Not used2 Y* t$ o3 c5 t1 T; q# n * @retval None. c% b9 O5 s7 g7 }* ~0 ]- z7 K, X */ 8 x' r) n, R. A9 n/ R% L. I. A7 T) e6 Astatic void vAppStartTask( void *pvParameters )' b6 I6 I! `- r# c, J2 z. Y1 n5 Q { ' T- V9 b6 C4 w2 O8 H9 V: Q (void) pvParameters;' Q! I: }+ o/ n: k8 o $ |$ }4 ]' B( n; q0 z) r" s for(;;) . k; B7 t! x3 K/ l- G t# Z {, z# e ^9 c9 }: I g BSP_LED_Toggle(LED2);) F; h% e6 T+ B7 F8 y vTaskDelay(200); o: k2 L4 L$ ~% N6 p } 5 L/ y! s" A1 e* ?' i- T' ~: g}$ S0 p5 {, x; ^2 W9 G" Y7 F% a i# M " F y& {1 e6 V /**. Q. Z0 B- \& h$ c9 z, \# | * @brief Button Task.$ Y' j) n8 o4 Q * @param argument: Not used + |0 C, n5 }% A. N& d7 C# j* @retval None+ V9 g+ P1 C2 Z4 R */6 [! k+ j. ]+ p# q$ N' u static void prvAppButtonTask( void *pvParameters ) 4 _5 p# H: p1 j3 O{ & F' }0 m+ ^0 B* J configASSERT( xTestSemaphore ); // The assert 函数确定信号量是否有效 8 |9 v1 a1 |7 V4 R; _2 @3 D. ^ % U! O# n* S5 _2 s$ J: _ //获取信号量，等待时间为0，则xSemaphoreTake()在信号量无效时会立刻返回& s- j1 x- y ~) t( H xSemaphoreTake( xTestSemaphore, mainDONT_BLOCK );3 R# S) T2 d5 [6 a6 q i* s ; P3 D0 ]( i/ v for( ;; ) 8 ?# ^ f4 q, l7 l { ; F& Y" K# J+ t$ I: Q xSemaphoreTake( xTestSemaphore, portMAX_DELAY ); //获取信号量，超时时间为portMAX_DELAY值 S0 E5 c" M9 z& h8 J# ^9 K ulButtonPressCounts++; ) J0 k- H! b1 A, ^# p5 F* I6 r printf("Button Press Counts:%d\r\n",ulButtonPressCounts); ; w: C# |' s4 J5 x# x. ^* q y } 5 |2 e9 `6 b7 \} : B, M6 C {) T; Y3 k7 `! A , E) J: S2 P3 c P, y/** 3 u4 Q- x4 J% ^' }- @: n( V: A3 I' L* @brief EXTI line detection callback." j8 P9 A3 ^1 E3 n: F * @param GPIO_Pin: Specifies the pins connected EXTI line $ u5 j- c% v4 q7 i I, U0 z) F5 Q3 U* @retval None C' m' `/ B2 S( L */* K- ]8 g( c. J# n1 D. U4 S void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)' c4 `9 T% R/ c9 s { Y" Q$ | W- d if(GPIO_Pin == KEY_BUTTON_PIN) N4 e1 d3 v% {6 F# b+ U, D2 a {6 M' g3 h+ Q! _( X; v- U8 w6 D$ Q/ \8 v if (uwIncrementState == 0) 0 _5 \! x7 H0 v; o {/ L. ?, I$ J1 e a8 l4 l2 V0 q /* Change the Push button state */ ( Q; F+ o6 o& E' ~: b: X% a' M uwIncrementState = 1; " I0 ^: Q' y. @! ~+ J5 `+ y } A/ c) M0 b& v else% m2 k) u3 o; S0 d+ }6 L8 t {0 W: \1 ^' l9 p* h /* Change the Push button state */' Q3 R$ v- c" Q uwIncrementState = 0;& B% K# O: Z2 U) I: A } 5 t6 M; ^2 O6 q g- l } " P7 Y y/ O3 ?! y1 y7 ?1 u4 P4 K" b }$ j( Q& U; \2 E8 P4 P+ m/ t' F r $ a) V9 l7 N0 X/ q; l/** 0 s" j/ e" C" R* k" d* @brief EXTI15_10 IRQ# @( r$ y9 N# z. a/ A * @param None+ Y. O$ i: }+ W; F; G * @retval None c3 T- p7 t/ W3 ~ */- C& ?( V# T8 n- }& t void EXTI15_10_IRQHandler(void), v! }0 N( m, z' ~3 f5 b0 |( F { $ H3 z* m8 N/ j) O+ X 8 F- ^) [ V5 C: F static BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken; //高优先级任务是否被唤醒的状态保存 ; X9 L F3 T: |7 g ( @, d5 x& G+ t- r' |# h1 E$ U HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_BUTTON_PIN); //中断消息处理 - c) j$ {4 A6 T3 `1 W : r4 ^6 _& P" ?3 c: v5 ^4 ^ if (utime_tick >= 200) " a I1 Z; q9 p4 u {, x8 L* o% \$ x$ K$ c" N! l /* The second parameter of the send sync signal is used to save - F( g" u( S# u3 s# [3 Z- b+ T" _ whether a high-priority task is ready.*/) ~8 ?) l/ W& S; T. P$ ?. [ u; P xSemaphoreGiveFromISR( xTestSemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken ); * P8 J0 L+ ` @8 B utime_tick = 0; 4 t5 p; ^& j1 v6 s Y! h! S. k }; D) z6 p6 N( h7 [ //如果 xHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE,则切换到当前最高任务执行，然后退出中断 1 X. a/ d2 Q9 B0 E: G# S portEND_SWITCHING_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );# p" O' v1 Q$ l3 k; U2 i } 6 H r$ u' M$ l, J* w2 K/ K, P3 S3 }% w! X P7 ^2 J ) H# [9 q% W7 d& d/ i9 {6 W2 w /**, H' x9 v' `3 x7 X3 O1 t0 W( A. R0 d# \ * @brief FreeRTOS Tick Hook FUNC" e3 Y3 w' W' w: }& F! s9 \- z * @param None # h u+ h: S' q4 B0 `: r9 |* @retval None' r$ t) K& B6 R% @ */- L7 p* ^6 B6 p$ x0 z void vApplicationTickHook()0 \+ ?: ^, `0 @0 }0 Y; a) g- I' W# A { / x, V. J8 R3 o! }( i utime_tick++; /*Use for button glitch filter,It's not for the freertos kernel*/0 a! j+ M/ S5 a$ ^ if (utime_tick >= 65535) # {1 k ]' y6 v5 } { - X3 V0 F" P2 O1 E+ L utime_tick = 200;. S* n' q, x) v" V( j. D8 M( w3 C }, `4 D! G; k8 i6 ~ }" }& D/ H w$ T& n% k : x! D6 u3 Y' Z3 N / d2 X. A6 i' s6 v: Z; r2 I: d4 h, ?/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/ 0 s6 X; b4 `% X p( @% j( u. i) I6 v. n* Y 1 P5 C, `% n Y" {# ]$ ` * B8 l; V; T6 [& \* d0 h6 z* G( q! j - y( B5 l- F9 \: b4 i3 | ( H* d5 g0 s9 B8 @0 \ ' O0 G# g" L# I c: i& x/ P3 {: } % N1 B0 q: M8 Z- w7 D, D6 N! l$ f' K+ B ) q; `5 c8 [8 ] R

STM32超低功耗平台上的RTOS培训 -- 实验2 中断和任务同步(信....

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TLLED 发布时间：2018-4-17 10:26

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接上篇：STM32超低功耗平台上的RTOS培训 -- 实验1 任务创建

; K9 N4 o( e' ]- Z3 Q+ t" e& L" x8 o, ^( y
: b3 J9 b; l& Q8 u% U6 N6 Q& I
FreeRTOS中断方式的二值信号量是实现中断函数与任务之间的同步。

程序任务框图:
下面是本程序实现中断函数与任务之间同步的框图：

   程序执行的条件：
> 创建两个任务：一个任务vAppStartTask()用于LED2指示灯闪烁；
                           一个任务prvAppButtonTask()用与等待中断后，通过串口发送按键次数；
> 二值信号量的初始值为0，按键中断调用xSemaphoreGiveFromISR();函数释放信号量。任务prvAppButtonTask()调用xSemaphoreTake()函数获取信号量资源。
执行过程描述：
> 任务vAppStartTask()用于LED2指示灯闪烁，和信号量之前没有关联；
> 任务prvAppButtonTask()运行过程中调用xSemaphoreTake()函数，由于信号量的初始值为0，没有信号量资源可用，任务prvAppButtonTask()由运行态进入到阻塞态，串口无数据输出。
> 按键后，发生外部中断，中断发生，中断程序中调用xSemaphoreGiveFromISR()函数，释放信号量资源，信号量数值加1，此时信号量计数值为1，任务prvAppButtonTask()由阻塞态进入就绪态，在调度器的作用下由就绪态进入到运行态。任务prvAppButtonTask()获得信号量后，信号量数值减1，此时信号量值又变成0。
> 再次循环执，任务prvAppButtonTask()由于没有信号量资源可用，再次进入阻塞态重复执行。

程序执行：
      > 板子上LD2闪烁
      > 串口输出数据：按一下板子上B1 USER按键，串口输出一帧数据。

程序相关的代码：为了便于查看有关信号量相关的函数位置，只截取程序中相关函数。

int main(void)
{
      HAL_Init();
      SystemClock_Config();
      __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); //Modified by ST MCU China Team, Added by JWR 2018.01.29

      /* Initialize LED */
      BSP_LED_Init(LED1);
      BSP_LED_Init(LED2);

      /* Initialize buttons */
      BSP_PB_Init(BUTTON_USER, BUTTON_MODE_EXTI);

      /* Configure  Uart */
      BSP_Uart_Init();


      //vSemaphoreCreateBinary( xTestSemaphore );
      xTestSemaphore = xSemaphoreCreateBinary(); //创建二值信号量，首次创建信号量计数值为0
      xTaskCreate(
                  vAppStartTask,
                  "Start",
                  configMINIMAL_STACK_SIZE,
                  NULL,
                  Start_TASK_PRIORITY,
                  ( TaskHandle_t * ) NULL
                  );

      xTaskCreate(
                  prvAppButtonTask,
                  "ButTest",
                  configMINIMAL_STACK_SIZE,
                  ( void * ) NULL,
                  But_TEST_PRIORITY,
                  NULL
               );

      vTaskStartScheduler();
      for (;;);
}

/**
* @brief  Start a Task.
* @param  argument: Not used
* @retval None
*/
static void vAppStartTask( void *pvParameters )
{
      (void) pvParameters;

      for(;;)
      {
            BSP_LED_Toggle(LED2);
            vTaskDelay(200);
      }
}

/**
* @brief  Button Task.
* @param  argument: Not used
* @retval None
*/
static void prvAppButtonTask( void *pvParameters )
{
      configASSERT( xTestSemaphore ); // The assert 函数确定信号量是否有效

     //获取信号量，等待时间为0，则xSemaphoreTake()在信号量无效时会立刻返回
      xSemaphoreTake( xTestSemaphore, mainDONT_BLOCK );

      for( ;; )
      {
            xSemaphoreTake( xTestSemaphore, portMAX_DELAY ); //获取信号量，超时时间为portMAX_DELAY值
            ulButtonPressCounts++;
            printf("Button Press Counts:%d\r\n",ulButtonPressCounts);
      }
}

/**
* @brief EXTI line detection callback.
* @param GPIO_Pin: Specifies the pins connected EXTI line
* @retval None
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
      if(GPIO_Pin == KEY_BUTTON_PIN)
      {
            if (uwIncrementState == 0)
            {
                     /* Change the Push button state */
                     uwIncrementState = 1;
            }
            else
            {
                     /* Change the Push button state */
                     uwIncrementState = 0;
            }
      }
}

/**
* @brief  EXTI15_10 IRQ
* @param  None
* @retval None
*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{

      static BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;  //高优先级任务是否被唤醒的状态保存

      HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_BUTTON_PIN); //中断消息处理

      if (utime_tick >= 200)
      {
            /* The second parameter of the send sync signal is used to save
            whether a high-priority task is ready.*/
            xSemaphoreGiveFromISR( xTestSemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken );
            utime_tick = 0;
      }
      //如果 xHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE,则切换到当前最高任务执行，然后退出中断
      portEND_SWITCHING_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}

/**
* @brief  FreeRTOS Tick Hook FUNC
* @param  None
* @retval None
*/
void vApplicationTickHook()
{
      utime_tick++;       /*Use for button glitch filter,It's not for the freertos kernel*/
      if (utime_tick >= 65535)
      {
            utime_tick = 200;
      }
}

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/