SDLu的uCOS II 入门学习笔记(3)信号量.doc

S.D.Lu的uC/OS II 入门学习笔记(3)：信号量本篇实验将在上一篇的基础上进行，仍然是运行两个任务，每个任务控制一个LED的亮灭。但是这两个任务将访问一个公共资源，所以用到了信号量进行通信。问题的提出如果两个任务共享一个公共资源，而且只有当一个任务完成访问之后，另一个任务才能访问，那么当一个任务访问该资源未完成时就发生了任务切换，而切换后运行的任务也要访问该资源，这样就发生了访问冲突。一个简单的解决方法就是，给该资源设置一个标志位，用于标识它是否正在被占用。如果被占用，那么要访问该资源的任务需要等待它被释放后才能访问。这就是引入信号量的最初目的。在上一篇实验的基础上进行修改。通过该实验理解信号量的作用。假设Task_LED和Task_LED2访问同一资源，程序中Task_LED用点亮PA8口的LED表示正在占用该资源，熄灭表示Task_LED当前不占用该资源；同理，Task_LED2用PD2口的LED表示它是否正在占用该资源。程序修改如下：例3-1 将app.c中的内容改为如下：其实就是定义了1个标志位，并在每个任务中增加了4条语句。编译下载，LED2闪烁2次后LED1闪烁1次，如此循环，而且两路LED不会同时被点亮(刚开始上电的时候有可能同时被点亮，取决于初始化函数)。该程序模拟了，如何用一个标志位避免两个任务同时访问一个资源产生的冲突。每个任务中的LED_flag = 0;和LED_flag = 1;两条语句中的代码，表示该任务正在访问公共资源。需要注意的是，while(!LED_flag) OSTimeDly(1); 不能写成while(!LED_flag);。因为while(!LED_flag);会一直占用CPU。OSTimeDly()是C/OS II提供的延时函数，延时的单位是的一个Tick“心跳”周期。在此加入OSTimeDly(1);作用是让C/OS II有机会切换到其他任务。本例实验中定义的LED_flag事实上就是一个信号量。LED_flag = 1表示资源未被占用，LED_flag = 0表示资源正在被占用。但是，在C/OS II中使用事件控制块来描述一个信号量，这样使用起来会更加方便。例3-2 将app.c中的内容改为如下：编译下载，运行程序，结果和例3-1相同，两个例子的程序基本等价。需要注意的是，本例中用到了信号量及相关函数等，所以在os_cfg.h配置文件中必须将OS_SEM_EN置1，如下图：OSSemPend()函数的原型如下：当timeout取值为0时，表示一直等待，直到信号有效。OSSemPost()函数的原型如下：下面再看一个例子，模拟一个实际应用。假设，第一个任务是负责采集数据的，第二个任务是负责刷新数据显示内容的。第一个任务完成所有数据的采集之后，发送一个信号，第二个任务接收到该信号后才进行显示刷新。例3-3 本例在例3-2基础上修改，app.c中的内容改为如下：编译下载，运行结果是LED2每闪烁10次之后，LED闪烁一次。程序中对信号量的操作，Task_LED2只发送信号量，Task_LED只接收信号量。深入了解信号量的相关知识，请参考任哲嵌入式实