目錄

一、計數型信號量簡介

二、計數型信號量相關API

1、創建計數型信號量

2、釋放計數型信號量

3、獲取計數型信號量

4、獲取計數型信號量的計數值

三、計數型信號量實操

1、實驗需求

2、CubeMX配置

3、代碼實現

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一、計數型信號量簡介

①取值只有0與1兩種狀態的信號量稱之為二值信號量；取值大于1的信號量稱之為計數信號量

②計數信號量是一種長度大于1，消息大小為0的特殊消息隊列。 ?

③計數信號量的取值也可以為1，但通常大于1，如果取值為1，相當于只有0與1兩種狀態，用二值信號量即可。

④創建計數信號量時，系統會為創建的計數信號量分配內存。

計數型信號量相當于隊列長度大于1 的隊列，因此計數型信號量能夠容納多個資源，這在計數型信號量被創建的時候確定的。

使用計數型信號量可以解決多個任務之間的同步問題，例如控制對共享資源的訪問和協調任務的執行順序。

二、計數型信號量相關API

函數	描述
xSemaphoreCreateCounting()	使用動態方法創建計數型信號量
xSemaphoreCreateCountingStatic()	使用靜態方法創建計數型信號量
xSemaphoreGive()	釋放信號量
xSemaphoreGiveFromISR()	在中斷中釋放信號量
xSemaphoreTake()	獲取信號量
xSemaphoreTakeFromISR()	在中斷中獲取信號量
uxSemaphoreGetCount()	獲取信號量的計數值

1、創建計數型信號量

SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateCounting( UBaseType_t uxMaxCount,UBaseType_t uxInitialCount);

參數：

• uxMaxCount：可以達到的最大計數值
• uxInitialCount：創建信號量時分配給信號量的計數值，即計數值的初始值（一般設置為0才能正常計數）

返回值：

• 成功，返回對應計數型信號量的句柄；
• 失敗，返回 NULL。

2、釋放計數型信號量

BaseType_t xSemaphoreGive( SemaphoreHandle_t xSemaphore );

參數：

• xSemaphore：要釋放的信號量句柄

返回值：

• 成功，返回 pdPASS ；
• 失敗，返回 errQUEUE_FULL 。

3、獲取計數型信號量

BaseType_t xSemaphoreTake( SemaphoreHandle_t xSemaphore,TickType_t xTicksToWait );

參數：

• xSemaphore：要獲取的信號量句柄
• xTicksToWait：超時時間，0 表示不超時，portMAX_DELAY表示卡死等待；

返回值：

• 成功，返回 pdPASS ；
• 失敗，返回 errQUEUE_FULL 。

4、獲取計數型信號量的計數值

BaseType_t uxSemaphoreGetCount( SemaphoreHandle_t xSemaphore );

參數：

• xSemaphore：要獲取的信號量句柄

返回值：

????????得到計數型信號量的值。

三、計數型信號量實操

1、實驗需求

創建一個計數型信號量，按下 KEY1 則釋放信號量，按下 KEY2 獲取信號量。

2、CubeMX配置

這里已經將FreeRTOS移植到STM32F103C8T6，具體操作流程看前面的文章。

查看原理圖配置按鍵引腳

?創建兩個任務用來放入和獲取信號量

使能計數型信號量

創建計數型信號量

3、代碼實現

uart.c 重定向printf

#include "stdio.h"
int fputc(int ch,FILE *f)
{unsigned char temp[1] = {ch};HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);return ch;
}

需要打開魔術棒勾上紅框內選項實現串口打印

打開freertos.c并添加代碼

void StartTaskKey1(void const * argument)
{for(;;){if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){if(xSemaphoreGive(myCountingSemHandle) == pdTRUE) printf("計數型信號量放入成功\r\n");elseprintf("計數型信號量放入失敗\r\n");}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}
}void StartTaskKey2(void const * argument)
{for(;;){if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){	if(xSemaphoreTake(myCountingSemHandle,0) == pdTRUE) printf("計數型信號量獲取成功\r\n");elseprintf("計數型信號量獲取失敗\r\n");}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}
}

兩個紅框說明當釋放信號量成功時，能成功獲取信號量（在設置最大范圍之內）；當超過最大范圍后再次釋放會失敗，同時成功獲取信號量次數也是3次（設置的最大數），超過了再次獲取也會失敗。

注意：

創建后的計數型信號量原先代碼和修改后的代碼如下：

由于CubeMX內置函數設置計數值的初始值為最大值，即我們一開始設置的可以達到的最大計數值為3，所以第一次復位后釋放信號量總是失敗，初始值為最大值說明已經釋放完畢，此時可以直接獲取成功，當全部被獲取后，計數值才從0開始，即此時可以正常釋放信號量直至設定的最大值，如下：