STM32CubeMX-FreeRTOS

FreeRTOS学习之六：互斥量前提：默认已经装好MDKV5和STM32CubeMX，并安装了STM32F1xx系列的支持包。硬件平台：STM32F1xx系列。目的：学习互斥量的使用。多任务系统中存在一种潜在的风险。当一个任务在使用某个资源的过程中，即还没有完全结束对资源的访问时，便被切出运行态，使得资源处于非一致，不完整的状态。如果这个时候有另一个任务或者中断来访问这个资源，则会导致数据损坏或是其它相似的错误。考虑如下情形，有两个任务都试图往一个LCD中写数据：任务A运行，并往串口写字符串“Helloworld”。任务A被任务B抢占，但此时字符串才输出到“Hellow”。任务B往串口写“Abort,Retry,Fail?”，然后进入阻塞态。任务A从被抢占处继续执行，完成剩余的字符输出——“orld”。现在串口接收端收到的是被破坏了的字符串“HellowAbort,Retry,Fail?orld”。本文例子将再现上述问题，并用互斥量解决该问题。本文例子使用STM32CubeMX配置创建两个任务，一个任务连续发送字符串“Helloworld!”，另一个连续发送字符串“Abort,Retry,Fail?”。Step1.打开STM32CubeMX，点击“NewProject”，选择芯片型号，STM32F103RBTx。Step2.配置时钟引脚。Step3.配置USART1为异步串口。Step4.将系统时基源改为TIM4。Step5.使能FreeRTOS。Step6.配置时钟树。8M输入时，通过PLL得到72M内部时钟。Step7.配置串口参数，使用默认值即可。Step8.配置FreeRTOS。在TasksandQueues选项卡，默认配置了一个名为defaultTask的任务，其优先级为普通，任务堆栈大小为128字，任务函数名为StartDefaultTask。双击蓝色的地方，弹出对话框，将任务名修改为Hello，将任务函数名修改为HelloTask。点击Add按钮，增加一个任务Abort，优先级设置为Normal，函数名为AbortTask。在TimersandSemaphores选项卡，添加互斥量myMutex01。注：其他的都使用默认参数。Step9.生成代码。等完成后直接打开工程。工程基本组织结构如下图，其中Application/User组中的文件是用户可以修改的，而其他组中的文件一般不进行修改。Step10.分析程序结构。在进入main函数之前，先定义了几个变量，声明了几个函数。再看main函数。将main函数整理，删除很多注释之后，得到下图所示内容。其中第①部分，是硬件配置；第②部分，创建了一个互斥量和两个任务；第③部分，启动调度器。Step11.添加代码。先实现一个串口打印字符串的函数：要特别说明的是，因为HAL_UART_Transmit()函数本身使用了硬件锁来避免串口共享冲突，所以在此使用了osDelay()函数，目的是人为制造UART共享冲突，以模拟多任务系统中资源共享冲突的情况。在此因为用到了strlen()函数，所以要在main文件中包含头文件string.h。在两个任务函数中分别添加功能代码。Step12.编译下载运行。通过串口调试助手接收MCU发送的数据，下图是一种可能的结果。Step13.用互斥量解决共享冲突。在实际应用中，比如使用LCD输出显示，就可能会遇到上述的共享冲突情况。把串口打印字符串的函数函数改为：在使用串口输出前，先申请信号量，输出完字符串后，释放信号量。这样就解决了上面的冲突。下图是输出结果实例。S.D.Lu于深圳2016年8月