RTOS多任务访问同一个UART的方法

strongerHuang 2021-03-05 00:00

作者 | strongerHuang

微信公众号 | 嵌入式专栏


在RTOS多任务编程的时候,同一个硬件(比如UART、I2C等)被多个任务访问的情况比较多,如果不合理处理,就会导致“混乱的局面。

处理混乱局面的方法比较多,下面基于FreeRTOS,以UART为例讲讲常见的互斥、队列这两种方法。

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1

互斥访问方法
互斥量:是一个可以处于两态之一的变量:解锁和加锁。

原理:创建一个互斥量,任务A在需要占用资源(使用UART发送数据),把资源(UART)占用。此时,任务B及其他任务就不能占用该资源。当任务A使用完资源(UART发送完数据),释放资源,其他任务就可以抢占该资源。
创建互斥量

任务A占用资源
使用资源(发送数据)
任务A释放资源

优先级高的任务B占用资源
使用资源
任务B释放资源

依次,优先级任务占用资源
·
·
·


代码:

//创建互斥量资源SemaphoreHandle_t xSemaphore = NULL;xSemaphore = xSemaphoreCreateMutex();
void TaskA(void *pvParameters){ for(;;) { //占用资源 if(xSemaphoreTake(xSemaphore, 10 ) == pdTRUE) { //使用资源(发送数据) USART_SendNByte(); //释放资源 xSemaphoreGive(xSemaphore); } }}

信号量与互斥量区别
信号量:多个任务同步使用某个资源;
一个任务完成某个动作后通过信号告诉别的任务,别的任务才可以执行某些动作;

互斥量:多任务互斥使用某个资源
一个任务占用某个资源,那么别的任务就无法访问,直到该任务离开,其他任务才可以访问该资源;


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2

队列操作方法
队列操作方法就是FIFO,先入先出的原理。比如:任务A要使用UART发送一串数据,将其加入队列; 接着任务B也要使用UART发送一串数据

那么,任务A将这串数据加入队列,接着任务B又将要发送的一串数据加入队列。

在另外一个UART发送的任务中,从队列中按照FIFO方式读取队列里面的数据,依次发送出去即可。
创建一个队列(发送数据队列)
创建一个任务(UART发送数据任务)

任务A加入队列
任务B加入队列
   ·
   ·
   ·

另外一边的任务,依次读取队列数据,使用UART发送出去。


代码:

QueueHandle_t xQueue;xQueue = xQueueCreate(QUEUE_LENGTH, QUEUE_ITEM_SIZE);
xTaskCreate(UART_Send_Task, "UART_Send", STACK_SIZE, NULL, TASK_PRIORITY, NULL);
void TaskA(void *pvParameters){ for(;;) { //任务相关操作
//加入队列 xQueueSend(xQueue, &TaskA_Buf, 10) }}
void TaskB(void *pvParameters){ for(;;) { //任务相关操作
//加入队列 xQueueSend(xQueue, &TaskB_Buf, 10) }}
void UART_Send_Task(void *pvParameters){ for(;;) { //循环读取队列BUF if(xQueueReceive(xQueue, &Buf, 10) == pdTRUE) { USART_SendNByte(&Buf); } }}


以上两种方法比较常用,也比较简单,希望对大家有帮助。 


提示:代码仅供学习理解原理,在项目中需要结合实际情况增、删、修改代码。

------------ END ------------


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strongerHuang 作者黄工,高级嵌入式软件工程师,分享嵌入式软硬件、物联网、单片机、开发工具、电子等内容。
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