ucos-ii信号量集(事件标志组)的原理及使用

2万 · 2018-3-7 09:27

在实际应用中，任务常常需要与多个事件同步，即要根据多个信号量组合作用的结果来决定任务的运行方式。UCOSII为了实现多个信号量组合的功能定义了一种特殊的数据结构——信号量集。

2万 · 2018-3-7 09:28

#include "INCLUDES.h"

#define  TASK_STK_SIZE       512

OS_STK       StartTaskStk[TASK_STK_SIZE];  //起始任务
OS_STK       MyTaskStk[TASK_STK_SIZE];
OS_STK       YouTaskStk[TASK_STK_SIZE];
OS_STK       HerTaskStk[TASK_STK_SIZE];

2万 · 2018-3-7 09:31

char *s1= "Mytask is running";
char *s2= "Youtask is running";
char *s3= "Hertask is running";

INT8U err; //返回的错误信息
INT8U y=0; //字符显示位置

2万 · 2018-3-7 09:31

OS_FLAG_GRP  *Sem_F; //定义一个信号量集指针，是标志组类型，OS_FLAG_GRP类型的指针  用标志组描述信号量集
//事件控制块用来描述信号量，消息邮箱，消息队列

void  StartTask(void *data);
void  MyTask(void *data);
void  YouTask(void *data);
void  HerTask(void *data);

2万 · 2018-3-7 09:34

void  main (void)
{
OSInit();
PC_DOSSaveReturn();
PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw);

Sem_F=OSFlagCreate(0,&err); //创建信号量集函数的原型为：OS_FLAG_GRP *OSFlagCreate(OS_FLAGS flags,INT8U *err)
//其中参数OS_FLAGS flags是信号的初始值，在这里指定为0，即信号初始值为0.参数*err是错误信息，前面已经定义了
//INT8U  err;  //返回的错误信息，所以此处为&err
//返回值为OS_FLAG_GRP型的指针，即为创建的信号量集的标志组的指针，
//前面已经定义了OS_FLAG_GRP  *Sem_F; //定义一个信号量集指针

OSTaskCreate(StartTask, (void *)0, &StartTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0); //创建起始任务

OSStart();
}

2万 · 2018-3-7 09:35

void  StartTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
INT16S       key;
pdata = pdata;
OS_ENTER_CRITICAL();  //进入临界段
PC_VectSet(0x08, OSTickISR);
PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);
OS_EXIT_CRITICAL(); //退出临界段

OSStatInit();

OSTaskCreate(MyTask, (void *)0, &MyTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 3); //在起始任务中创建三个任务
OSTaskCreate(YouTask, (void *)0, &YouTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 4);
OSTaskCreate(HerTask, (void *)0, &HerTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 5);

for (;;) {
   //如果恩下ESC键，则退出UC/OS-II
      if (PC_GetKey(&key) == TRUE) {
         if (key == 0x1B) {
            PC_DOSReturn();
         }
      }
      OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0);
}
}

2万 · 2018-3-7 09:36

void MyTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
pdata=pdata;
for( ; ; )
{
OSFlagPend( //请求信号量集
Sem_F, //请求信号量集指针
(OS_FLAGS)3, //过滤器请求第0和第1位信号 0011 这里是把数据3强制转化为OS_FLAGS类型的数据，
//因为过滤器和信号量集中的信号都是OS_FLAGS类型的数据
//OS_FLAG_WAIT_SET_ALL+OS_FLAG_CONSUME, //信号全是1表示信号有效参数OS_FLAG_CONSUME表示当
//任务等待的事件发生后，清除相应的事件标志位
OS_FLAG_WAIT_SET_ALL, //信号全是1表示信号有效  没有加参数OS_FLAG_CONSUME，所以不会清除标志位
0, //等待时限，0表示无限等待
&err //错误信息
);
//任务MyTask在这里请求信号量集，如果请求到了信号量集，就继续运行，下面就显示信息，如果请求不到信号量集
//MyTask就挂起，处于等待状态，只到请求到了信号量集才继续往下运行

PC_DispStr(10,++y,s1,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);  //显示信息
OSTimeDlyHMSM(0,0,2,0);  //等待2s
}
}

2万 · 2018-3-7 09:36

void YouTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
pdata=pdata;
for( ; ; )
{
PC_DispStr(10,++y,s2,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);  //显示信息

OSTimeDlyHMSM(0,0,8,0);  //等待8s

OSFlagPost( //向信号量集发信号
Sem_F, //发送信号量集的指针
(OS_FLAGS)2, //选择要发送的信号给第1位发信号 0010  同样把2强制转化为OS_FLAGS型的数据，
//因为信号为OS_FLAGS型的
OS_FLAG_SET, //信号有效的选项信号置1  OS_FLAG_SET为置1  OS_FLAG_CLR为置0
&err //错误信息
);
OSTimeDlyHMSM(0,0,2,0);  //等待2s
}
}

2万 · 2018-3-7 09:39

void HerTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
pdata=pdata;
for( ; ; )
{
PC_DispStr(10,++y,s3,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);  //显示信息
OSTimeDlyHMSM(0,0,8,0);  //等待8s
OSFlagPost( //向信号量集发信号
Sem_F,
(OS_FLAGS)1, //给第0位发信号  0001，把1强制转化为OS_FLAGS型的
OS_FLAG_SET, //信号置1
&err
);
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);  //等待1s
}
}

2万 · 2018-3-7 09:39

//因为任务MyTask请求信号量集的时候请求的是第一位和第零位，所以下面两个任务分别发送第一位和第零位信号

//有一个问题：任务请求信号量集，得到信号后，信号量集中的对应的信号会被清除么？？从本例的运行现象来看，好像
//是没有清除，因为当第一次YouTask和HerTask运行后，间隔了8s任务MyTask才运行，因为YouTask和HerTask都等待了8s
//才向信号量集发送信号。这个显现是正常的。但是以后MyTask每间隔2s就运行一次，没有间隔8s，等待信号量集。

//查到了：OSFlagPend()函数允许指定在任务等待的事件发生后，重新置起或是清除相应的事件标志位。这是通过在调用
//OSFlagPend()函数时将一个常量OS_FLAG_CONSUME和参数wait_type相“加”(或者相“或”)来实现的。
//例如希望等待事件标志组的BIT0位置位，而此时事件标志组的BIT0位已经置位了，那么如果在调用OSFlagPend()时，把参数
//wait_type加上OS_FLAG_CONSUME，就能清除这个事件标志位。如下所示：(详细说明，参见P210)

2万 · 2018-3-7 09:40

实验截图如下：

2万 · 2018-3-7 09:57

第二个例子应用如下：

#include "..\include\main.h"
#include "..\include\led.h"
#include "..\include\system_clock.h"
#include "..\include\usart6.h"
#include "..\include\key.h"

#include "includes.h"

#include "stm32f7xx_hal.h"

#include <ctype.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

//------------------------- Define ------------------------//
#define START_TASK_PRIO 10
#define AppTask1_TASK_PRIO 9
#define AppTask2_TASK_PRIO 8

#define START_STK_SIZE 128
#define AppTask1_STK_SIZE 128
#define AppTask2_STK_SIZE 128

//------------------------ Variable -----------------------//
OS_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
OS_STK AppTask1_TASK_STK[AppTask1_STK_SIZE];
OS_STK AppTask2_TASK_STK[AppTask2_STK_SIZE];

OS_FLAG_GRP *TaskFlag;//定义一个信号量集

2万 · 2018-3-7 09:58

//------------------- Function Prototype ------------------//
void start_task(void *pdata);
void AppTask1_task(void *pdata);
void AppTask2_task(void *pdata);

//------------------------ Function -----------------------//
/*
* Name             : main
* Description       : ---
* Author             : liu.
*
* History
* --------------------
* Rev                : 0.00
* Date             : 07/12/2017
*
* create.
* --------------------
*/
/*实验现象：
  打开串口工具putty.exe,按下按键ARM.KEY，终端显示信号量集的状态；松开按键，停止显示。
信号量的16位分别循环置1。
*/
int main(void)
{
system_clock.initialize();                            //系统时钟初始化
led.initialize();                                     //LED初始化
usart6.initialize(115200);                            //串口初始化
key.initialize();

usart6.printf("\x0c");                                  //清屏
usart6.printf("\033[1;32;40m");                         //设置字体终端为绿色
usart6.printf("\r\n Hello, I am iCore4!\r\n\r\n");
LED_RED_ON;

OSInit();

//UCOS初始化
OSTaskCreate(start_task,                               //创建开始任务
               (void*)0,                                  //任务参数
               (OS_STK*)&START_TASK_STK[START_STK_SIZE-1], //任务堆栈
               START_TASK_PRIO);                         //任务优先级
OSStart();                                              //开启UCOS
}

2万 · 2018-3-7 10:47

/*
* Name             : AppTask1_task
* Description       : ---
* Author             : liu.
*
* History
* --------------------
* Rev                : 0.00
* Date             : 07/12/2017
*
* create.
* --------------------
*/
void AppTask1_task(void *pdata)
{
u8 err;
int i = 0;
while(1) {
      if(ARM_KEY_STATE == KEY_DOWN)
{                //按键按下
         i++;
         if(i < OS_FLAGS_NBITS) {
            OSFlagPost(TaskFlag,i,OS_FLAG_SET,&err);    //设置第0位的信号为1
         } else {
            i=0;
         }
      }
      OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500);                      //延时500ms
}
}

2万 · 2018-3-7 10:48

/*
* Name             : AppTask2_task
* Description       : ---
* Author             : liu.
*
* History
* --------------------
* Rev                : 0.00
* Date             : 07/12/2017
*
* create.
* --------------------
*/
void AppTask2_task(void *pdata)
{
u8 err;
u16 flag;

while(1) {
      flag = OSFlagQuery(TaskFlag,&err);                   //查询信号量集的状态
      if(flag != 0) {
         usart6.printf("The %d bit is set to high.\r\n",flag);
         OSFlagPost(TaskFlag,(OS_FLAGS)flag,OS_FLAG_CLR,&err);//信号置0
      }
      OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500);                            //延时500ms
}
}