6.物联网操作系统信号量
一。信号量的概念与应用
信号量定义
FreeRTOS信号量介绍
FreeRTOS信号量工作原理
1.信号量的定义
多任务环境下使用，用来协调多个任务正确合理使用临界资源。
2.FreeRTOS信号量介绍
Semaphore包括Binary，Count，Mutex；
Mutex包括RecursiveMutex，Mutex。
3.FreeRTOS信号量工作原理
任务1在运行时，使用了一个临界资源，他发送一个二值信号量同步信号，表示占用资源，任务2来运行时，发现有任务占用资源（信号量同步信号），所以堵塞任务，等待下资源的释放。
二。二值信号量函数的应用
1.功能需求
1、修改按键功能
2、当按键按下触发打印一次CPU利用率
3、使用二值信号量实现按键与任务间同步
2.API详解
（1）xSemaphoreCreateBinary()创建二值信号量
（2）xSemaphoreGive()任务间释放信号量
（3）xSemaphoreGiveFromISR()任务间释放信号量
（4）xSemaphoreTake()任务间获取信号量 semphr.h
（5）xSemaphoreTakeFromISR()中断获取信号量
3.任务实现
1.创建二值信号量
2.在任务中获取信号量
3.在中断中发送信号量
3.1Cubemx创建工程（在上一个基础上queue队列）
（1）在FREERTOS中创建二值信号量
二值信号量在FREERTOS的初始化的时候就会创建（返回信号量的句柄）
3.2 步骤：
（1）把FREERTOS.c中的二值信号量声明外接到GPIO.c中（GPIO.c中有按键按下的GPIO中断处理）
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
extern osSemaphoreId CpuPrintBinarySemHandle;（2）在GPIO.c中的按键中断回调函数中加入任务释放信号量函数
xSemaphoreGiveFromISR(CpuPrintBinarySemHandle,NULL);（3）FREERTOS.c中的串口输出的主函数中
if(xSemaphoreTake(CpuPrintBinarySemHandle,portMAX_DELAY) == pdPASS){结果
复位直接打印程序的cpu利用率，由于没有运行就输出，所以只能打印printf，字符串没有东西，按key3释放信号量，这个时候主函数中接受到有信号量，所以再次运行。
三。技术信号量函数的应用
功能分析
API详解
功能实现
1.功能分析
1、修改按键功能，模拟停车位出入功能
2、当按键K3按下获取车位
3、当按键K4按下释放车位
2.API讲解
xSemaphoreCreateCounting()
uxSemaphoreGetCount()
3.功能实现
1.按键k4初始化
2.创建技术信号量
3.k3按下获取停车位
4.按下释放停车位
1.cubemx创建工程
（1）Key4（PF11）初始配置，中断配置
（2）FREERTOS中使能以下后，才可以添加计数信号量
（3）创建计数信号量（初始化为4）
2.步骤：
（1）在FREERTOS.c中有设置的计数信号量，extern设置到GPIO.c中
extern osSemaphoreId KeyCountingSemHandle;（2）GPIO.c的中断回调函数中，Give为释放信号量，Take为使用信号量，Key3为释放，Key为使用。
《获取》
《释放》
//key3中
if(xSemaphoreTakeFromISR(KeyCountingSemHandle,NULL)==pdPASS){
printf("Take success\n");
}else{
printf("Take fail\n");
}//key4中
if(xSemaphoreGiveFromISR(KeyCountingSemHandle,NULL)==pdPASS){
printf("Give success\n");
}else{
printf("Give fail\n");
}结果：
按Key3为开走车，Key为停车
四。信号量实现原理
1.信号量创建删除
2.信号量释放
3.信号量获取
